CN106133871A - 热开关装置、用于制造热开关装置的方法以及用于将热开关装置装配在加热装置上的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于与日常用品的加热装置(14)形成热接触连接的热开关装置，尤其是温度调节器、温度限制器、温度监视器或温度保险装置，所述热开关装置包括导热的、优选板状支架(2)，所述开关装置能够借助所述支架置于与加热装置(14)热接触，并且包括根据温度作出反应的功能元件，优选双金属元件或熔化元件，用以确保热开关装置的与温度有关的开关功能，其中，所述支架(2)能够借助焊接与处于热接触中的加热装置(14)连接，其中，所述热开关装置具有带有尖端点火轮廓的栓(6)，并且所述热开关装置以及栓(6)构成可共同操作的单元。

Description

热开关装置、用于制造热开关装置的方法以及用于将热开关 装置装配在加热装置上的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的热开关装置、一种根据权利要求14前序部分的用于制造热开关装置的方法以及一种根据权利17前序部分的用于将热开关装置装配在加热装置上的方法。

背景技术

前文所关注的类型的“热开关装置”尤其涉及温度调节器、温度限制器、温度监视器或温度保险装置，它们分别与日常用品的加热装置处于热接触并且在超过预先给定的温度阈值时自动执行切换过程。这种的热开关装置通常主要用在日常用品中，例如烧水器、直通式加热器、咖啡机、洗衣机、电熨斗和类似物。

在此，通常在温度调节器中，将双金属弹片用作温度感应器件，该双金属弹片与温度有关地占据例如两个稳定的弹片位置(挠曲)(双稳态的双金属弹片)，并且根据它的相应的挠曲打开或重新闭合电回路。在温度保险装置中，代替双金属弹片地设置有熔化装置、例如熔化片，借助该熔化装置能够在超过一定温度时断开电流回路。

例如由DE19706316C2可见一种热温度调节器以及热温度保险装置形式的相应的热开关装置。

这种开关装置通常直接以热接触固定在所涉及的日常用品的加热装置上、例如水管、储热器或类似物。为此，所述热开关装置包括导热的、优选板状的支架(亦或称为基板)，热开关装置的壳体或基座位于该支架上并且该支架同时用于将热开关装置固定在加热装置的表面上。存在多种已知的方法，用于将板状支架固定在加热装置的表面上。

例如，所述支架为了固定而通常具有至少一个、优选两个相对置的、分别带有一个孔的固定连接片。这种支架板例如由DE202005019880U1已知。所述热开关装置例如借助螺母固定在预安装在加热装置上的螺栓上。该固定方式只能手动地进行。其不适于自动化。此外，在此在支架板与加热装置之间经常出现未限定的空气间隙，该空气间隙可能导致仅中等的热传递并且由此导致热开关装置的提高的反应时间。此外，为了容纳用于螺栓的孔，该支架的固定接片必须足够大地确定尺寸，这又导致：该固定方法需要提高的空间需求。

此外，热开关装置也能够借助焊接连接固定在加热装置上。为此，在热开关装置的支架中、在其下侧成型、例如冲入有向下拱出的尖端点火轮廓，该尖端点火轮廓用于受控制地产生电弧。然而，在支架上引入所述尖端点火轮廓是非常耗费的。此外，由于对支架的冲压过程会不可避免地形成不平整，这导致：主表面(即不具有尖端点火轮廓的区域)可能直接地、不平地贴靠在加热装置的表面上。此外，装备有尖端点火轮廓的支架仅能够困难地被供以制造，因为例如具有0.6mm的典型直径以及0.6mm的高度的尖端点火轮廓在机械上是非常脆弱的。由于损坏会产生不限定的且因此有缺陷的焊接连接，这可能导致：在例如温度保险装置中，在微小的热负载和/或机械负载的情况下与加热装置脱离。因此，工艺可靠的操作是不可能的。

以外，由于小的重量和良好的传热性，用于日常用品的加热装置以及热开关装置的支架也经常由铝制成。然而，铝难以焊接，因为铝的熔化温度(大约666℃)相对低。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种热开关装置、一种用于制造热开关装置的方法以及一种用于将热开关装置装配在加热装置上的方法，其中，在工艺可靠的加工的可能性的同时能够确保在支架与加热装置之间的高质量连接。

在同类的热开关装置中，该任务通过权利要求1特征部分的特征来解决。所述热开关装置的适宜的设计方案在各从属权利要求中被要求保护。本发明首先使得热开关装置能够在制造工艺中完成。其次(可以说是在最后的生产步骤中)才使具有尖端点火轮廓的尖端点火构件(例如栓)能够固定在热开关装置上、例如固定在其支架上。在制造工艺中，这样完成的热开关装置对于进一步加工而言还只必须作为可共同操作的单元被提供。由此，所述构件或栓的尖端点火轮廓不再承受额外的机械负载。

通过将构件或栓这样穿过所述支架，使得尖端点火轮廓在支架的下侧区域中由栓向下伸出并且构件或栓在支架的上侧向上伸出，所述构件或栓能够借助夹持装置或类似物以简单的方式被夹持，并且由此由所述构件或栓以及热开关装置组成的可操作单元以简单的方式操作，例如在期望的位置上定位和/或例如在焊接过程中也压紧到加热装置上。这使得能够实现精准的定位及位置调整和/或压紧力调整，并且由此确保了质量方面改进的同时自动化执行的焊接连接。

所述栓优选冲入和/或压入到支架中。

由于栓具有优选环绕的凸缘，所以该栓能够(尤其在其冲入或压入到支架中时)在其位置上附加有效地固定到支架上。

所述栓的凸缘上的齿式成型部确保了支架与冲入和/或压入的栓的机械方面改进的结合，尤其确保了从栓到支架的扭矩的提高。所述齿式成型部在栓侧面上突起并且沿冲压方向敞开地构成。该齿式成型部优选环绕地设置。

适宜的是，所述齿式成型部可具有多个在外部区域中环绕布置的齿状的突出部，它们在压入或冲入过程中被压入到支架的材料中并且确保了紧密的结合。

优选所述栓包括水平的、至少在部分区域上、优选完全环绕的凹部或槽。所述槽用于容纳支架的由于啮合而被挤出的材料。在槽中的被挤出材料用于使栓不会又被从支架中压出(轴向保持功能)。

在本发明的一种优选设计方案中适宜的是，仅尖端点火轮廓突出于支架的下侧的表面。在此，所述栓的下侧基本上与支架的下侧的表面齐平。由此，在加热装置的表面与支架的表面之间能够实现尤其良好的热传递。同时，支架在其下侧不具有表面的不平整性，如其在尖端点火轮廓直接冲入到支架中的情况下可能无法避免的情况那样。

根据一种替代的设计方案，在支架与加热装置的上侧之间存在限定的间隙。

适宜的是，在需要的情况下这以如下布置方式的形式来实现本发明：在该布置方式中，所述栓的一部分也伸出于尖端点火轮廓的支架下侧的表面。在力求热开关装置的延迟反应的情况下，例如具有“更慢的调节”的调节器是期望的。通过本发明，由于对间隙宽度的限定的调节的可能性，能够对调节特性或切换特性起到积极影响。同时，自动化生产也是可能的。

当栓的凸缘处于支架上侧的区域中时，即当栓从上方冲入到支架中时，能够由此避免支架与栓松开。

通过使所述栓处于支架上的通孔中，传统的、设有用于紧固螺钉的通孔的热开关装置能够以简单的方式设有栓。因此，热开关装置的生产过程仅需要一个补充的步骤。

优选所述栓和/或支架由铝合金制成。

所述尖端点火轮廓适宜地是尖端点火突头。

优选所述凸缘与支架的上侧表面或下侧表面至少基本上齐平地延伸。

适宜的是，尖端点火栓可装备有定向标记、优选装备有上侧的槽或侧面的弄平部。该定向标记具有如下优点：尖端点火栓能够限定地在夹持装置中定位并且由此能够在将该尖端点火栓焊接在加热装置上时实现旋转角精确的定位。

根据本发明，用于制造热开关装置的方法包括以下方法步骤：

提供优选传统的热开关装置，其中，所述热开关装置的支架具有通孔；

提供具有第一端部和第二端部的栓，其中，所述栓的第二端部设置有尖端点火轮廓；

将所述栓这样固定在支架中，使得栓的尖端点火轮廓在支架的下侧区域中向下伸出，并且该栓在支架的上侧向上伸出。

根据一种适宜的设计方案，所述栓在支架中的固定通过压制和/或冲压、优选在使用齿式成型部的情况下进行。

适宜的是，所述栓到支架中的压入或冲入从上方实施。由此使得所述热开关装置不可能意外地与栓松开。

此外，还要求保护一种用于在使用按权利要求1至13中至少一项所述的热开关装置的情况下将热开关装置、尤其是温度调节器、温度限制器、温度监视器或温度保险装置装配在加热装置上的方法。该方法的特征在于，所述栓不仅用作为用于实施焊接过程(尤其是电弧焊接过程或电阻焊接过程)的电极，而且也用作为用于夹持和/或定位装置的保持突起部，用于优选自动化地将热开关装置装配在加热装置的或具有加热装置的日常用品的表面上。

根据本发明，借助从支架上方作用于栓上的夹持和/或定位装置，所述热开关装置能够在加热装置上精确地在所期望的焊接位置或焊点处进行定位。

此外，借助所述从支架上方作用于栓上的夹持和/或定位装置，所述热开关装置的栓的下侧也能够将压到加热装置上，即在焊接过程期间施加一定的压紧力，而热开关装置的位置或地点在此不会发生不期望的改变。

优选在支架的下侧的表面与加热装置的表面之间存在限定的间隙。

作为替代，栓的下端侧(除了尖端点火轮廓以外)至少基本上与支架的下侧的表面齐平地延伸，从而能够实现几乎无间隙的、机械可靠的且为此在工艺技术方面还可自动化的连接。

附图说明

下面，借助附图更详细地阐述本发明的适合的设计方案。附图如下：

图1以局部剖面图示出板状支架以及栓及尖端点火轮廓的第一设计方案，其中，栓从上侧装入到支架中；

图2以透视图示出按照图1的板状支架以及栓及尖端点火轮廓；

图3以从斜上方观察的透视图示出在固定栓之前的板状支架以及栓及尖端点火轮廓；

图4以局部剖面图示出板状支架以及栓及尖端点火轮廓的第二设计方案，其中，栓从下侧装入到支架中；

图5以从斜下方观察的透视图示出按照图4的状支架以及栓及尖端点火轮廓；

图6以从斜下方观察的透视图示出在装配栓之前的按照图4的板状支架以及栓及尖端点火轮廓；

图7以从斜上方观察的透视图示出板状支架以及栓及尖端点火轮廓的第三设计方案；

图8以从斜下方观察倾斜的透视图示出按照图7的板状支架以及栓及尖端点火轮廓；

图9示出按照图4的设计方案的板状支架的局部剖面图，在用于装配在加热装置上的焊接过程即将开始之前(图9A)并且在借助栓的下侧的突起部进行装配之后(图9B)；

图10示出在完成装配状态下、没有栓的下侧的突起部的板状支架的局部剖面图；

图11示出具有尖端点火轮廓以及定向标记的栓的另一设计方案的透视图；

图12具有尖端点火轮廓以及定向标记的栓的另一设计方案的透视图。

具体实施方式

在图1中，附图标记2示出热开关装置的板状支架，该热开关装置不仅支承(未示出的)温度调节器，而且支承(同样未示出)的温度保险装置。有关温度调节器或温度保险装置的基本功能和构件的方面例如由DE19706316C2得出。在图1中示例性示出的支架2包括多个向上伸出的固定接片5，这些固定接片用于将温度调节器或温度保险装置的(未示出的)陶瓷壳体分别固定在其位置中。为了容纳温度保险装置的(同样未示出的)熔化片，在支架中设置有相应的容纳部12。同样设置有圆形的凹部13，该凹部容纳(未示出的)双金属片，其中，该双金属片由圆周的保持突起部4同样地固定在其位置上。支架2优选由铝合金制成。

在图1中所示的支架示例性地在一侧上具有支架的凸起的形式的固定接片5。在该固定接片5中存在有通孔3。具有上侧的第一端部以及下侧的第二端部的栓6延伸穿过通孔3。栓6的第二端部在其端侧上支承例如所谓的尖端点火突头7形式的尖端点火轮廓。根据本发明，栓6不仅用作为用于电弧焊接过程的电极，而且用作为用于优选自动化的焊接装置的夹持装置的夹持突起部。尖端点火突头7用于限定地导入电弧并且由此避免不受控的电弧的形成。在此，栓2也优选由铝合金制成。

如由图1可见，出于该目的，栓6的明显较长的部分在支架2的上侧向上伸出。在需要时，仅仅栓6的较小的部段9能够与尖端点火突头7一起突出于支架2的下侧的表面。

适宜的是，将栓6压入或冲入支架2中。为此，栓6具有例如优选沿纵向方向向下敞开的齿式成型部10，该齿式成型部尤其参照图3地具有多个沿着周向区域设置的齿，这些齿径向向外逐渐形成尖部，在压紧到支架2上侧的过程中伸入到该支架的材料中并且形成紧密的啮合。此外，还设置有凸缘8，其优选与齿式成型部10直接邻接。凸缘8用作为止挡辅助件并且在图1至图3所示的设计方案中处于支架2的上侧的表面的区域中。

在图1和图2所示的设计方案中，凸缘8基本上与支架2的上侧齐平。如在图3中所示的那样，栓6的冲入在该设计方案中从上方进行。其优点在于，支架由于凸缘在上侧的布置在热开关元件在加热装置上的固定状态下不再能够松开。此外，在齿式成型部10的下侧设置有槽11。该槽用于容纳支架2在压制和/或冲压过程中产生的、变形的材料并且由此使压制或冲压连接的建立更为容易。由此，提高了轴向拔出力。

对于该设计方案及下文还将说明的另外的设计方案而言，适合的是，通常在支架的相应的热开关装置事先已经完成的情况下，才进行栓6在支架2上的固定。本发明使得在生产技术方面能够多样化地生产温度调节器、温度保险装置、温度限制器以及它们的结合物，它们能够在更晚的时间点上才与栓6装在一起。由此，于是相应地产生了新类型。

在按照图4所示的设计方案中，凸缘8处于支架2的下侧的表面的区域中。在此，在支架2的下侧还设置有栓的伸出部段9。如由图4和图5可见的那样，栓6的凸缘8优选同样处于与支架2的下侧的表面大致齐平的位置中。参照图6的该设计方案的栓6与图1至图3的设计方案的栓相应，其中，仅仅是为压制或冲压而设置的区域镜像相反地定向。

由图7可看到本发明的另一设计方案。在此，栓6并不定位在固定接片的区域中，而是定位在例如支架2的内部中。根据图7的支架2例如是具有总共三个凹部13的支架2，这些凹部设置用于特定的功能性，例如双金属片、焊接片或熔化片。前述凹部中的一个凹部(例如中间的凹部)能够用作为用于安装栓6的地方，从而在该示例性的情况下在支架2内部实现热开关装置与加热装置的焊接连接。如在图8中的示例中所示的那样，在此也可设置栓的在支架下侧的表面的伸出部段9，以用于调节限定的间隙宽度。在该设计方案中，栓6从上方压入或冲入支架2中。这明确表明，栓6到支架2中的压入或冲入并不一定需要凹部13，如其在图7中所示的那样。仅仅必须存在通孔3即可。

按照图9A的示图以大大简化的示意性的示图示出在即将开始焊接过程的状态下的、例如由铝合金制成的、例如咖啡机或类似物的直通式加热器的加热装置1。如由此可看到的那样，由支架2支承的整个热开关元件能够使在支架2的上侧向上伸出的栓上由(未示出的)自动化操作装置的夹持装置15夹持并且输送给加热装置1的上侧的表面。在此，由于施加在用作为焊接电极的栓6上的以及施加到加热装置1的表面上的电势而形成电弧16，该电弧导致材料的熔化以及导致热开关元件(也就是其支架2)与加热装置1的紧密连接，如在图9B中示意性示出的那样。附图标记17非常抽象地标识出加热装置1的表面中的熔化区域。

如由图9B可良好地看出，限定的间隙14通过栓6的在下侧的伸出部段9进行调节。根据所期望的切换特性，可通过对部段9的纵向延伸部的调节来改变间隙14并且由此来改变热开关元件的切换特性。

如果应需要非常迅速的切换特性，那么也可以完全省去限定的间隙的设定。这由按照图10的示图清晰可见。在该设计方案中，在焊接过程中不使用伸出部段9，而是仅借助在支架2的下侧的表面上突起的尖端点火轮廓进行工作。因此，在该设计方案中，支架2的下侧以非常紧密的热接触贴靠在加热装置1的表面上。

在所有的设计变型方案中，通过对伸出的栓6借助操作装置15的夹持可能性，能够将热开关装置精确地相对加热装置1的表面定位，在需要的情况下，也能够在设定限定的压紧力的情况下进行焊接。由此，一方面产生焊接连接自身非常高的质量，另一方面还实现这样的可能性：以相比于迄今高得多的自动化程度来进行热开关装置在加热装置1的表面上的装配。

此外，本发明使得能够通过合适地选择栓6的伸出部段9的尺寸来调节支架2与加热装置1表面之间的间隙14，更确切地说，根据热开关装置到加热装置1上的所期望的热耦合来调节。

图11示出一种栓6的变型方案，该栓具有侧凹部形式的定向标记18。根据图12的设计方案示出一种栓6，该栓具有上侧的槽的形式的定向标记18。这两种实施方案用于提供定向辅助，栓6借助该定向辅助能够在夹持装置中限定地进行定位，并且由此在栓6在加热装置上焊接的过程中能够实现旋转角度精确的定位。

附图标记列表

1 加热装置

2 板状支架

3 通孔

4 保持突起部

5 固定接片

6 尖端点火栓

7 尖端点火突头

8 凸缘

9 伸出部段

10 齿式成型部

11 槽

12 用于熔化片的容纳部

13 用于双金属片的容纳部

14 间隙

15 夹持装置

16 电弧

17 熔化区域

18 定向标记

Claims (20)

1.用于与日常用品的加热装置(14)热接触连接的热开关装置，尤其是温度调节器、温度限制器、温度监视器或温度保险装置，所述热开关装置具有：

导热的、优选板状的支架(2)，所述开关装置能够借助所述支架置于与加热装置(14)热接触；以及

根据温度作出反应的功能元件，优选双金属元件或熔化元件，用于确保热开关装置的与温度有关的开关功能，

其中，所述支架(2)能够借助焊接与处于热接触中的加热装置(14)连接，

其特征在于，所述热开关装置具有带有尖端点火轮廓的栓(6)，并且所述热开关装置以及所述栓(6)构成可共同操作的单元。

2.根据权利要求1所述的热开关装置，其特征在于，所述栓(6)这样穿过支架(2)，使得所述尖端点火轮廓在支架(2)的下侧的区域中由栓(6)向下伸出，并且栓(6)在支架(2)的上侧向上伸出。

3.根据权利要求1或2所述的热开关装置，其特征在于，所述栓(6)具有凸缘(8)。

4.根据上述权利要求中至少一项所述的热开关装置，其特征在于，所述栓(6)具有齿式成型部(10)。

5.根据权利要求4所述的热开关装置，其特征在于，所述齿式成型部(10)连接到凸缘(8)上。

6.根据上述权利要求中至少一项所述的热开关装置，其特征在于，仅所述尖端点火轮廓突出于支架(2)的下侧的表面。

7.根据权利要求1至5中至少一项所述的热开关装置，其特征在于，所述栓(6)的一部分也突出于支架(2)的下侧的表面。

8.根据权利要求3至7中至少一项所述的热开关装置，其特征在于，所述凸缘(8)处于支架(2)上侧的区域中。

9.根据权利要求3至7中至少一项所述的热开关装置，其特征在于，所述凸缘(8)处于支架(2)下侧的区域中。

10.根据上述权利要求中至少一项所述的热开关装置，其特征在于，所述栓(6)处于支架(2)上的通孔(3)中。

11.根据上述权利要求中至少一项所述的热开关装置，其特征在于，所述栓(6)具有水平环绕的凹部或槽(11)。

12.根据上述权利要求中至少一项所述的热开关装置，其特征在于，所述栓(6)和/或支架(2)由铝合金制成。

13.根据上述权利要求中至少一项所述的热开关装置，其特征在于，设置有尖端点火突头(7)作为尖端点火轮廓。

14.根据上述权利要求中至少一项所述的热开关装置，其特征在于，所述栓(6)具有定向标记(18)。

15.用于制造根据上述权利要求中至少一项所述的热开关装置、尤其是制造温度调节器、温度限制器、温度监视器或温度保险装置的方法，所述方法的特征在于以下步骤：

提供所述热开关装置，其中，所述热开关装置的支架(2)具有通孔(3)；

提供具有第一端部和第二端部的栓(6)，其中，所述栓的第二端部设有尖端点火轮廓；

将栓(6)这样固定在支架(2)中，使得栓(6)的尖端点火轮廓在支架(2)的下侧向下伸出，并且栓(6)在支架(2)的上侧向上伸出。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述栓(6)在支架(2)中的固定通过压制和/或冲压、优选在使用齿式成型部(10)和/或槽(11)和/或凸缘(8)的情况下进行。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述栓(6)在支架(2)中的固定从上方或从下方进行。

18.用于在使用按照权利要求1至14中至少一项所述的热开关装置的情况下将热开关装置、尤其是温度调节器、温度限制器、温度监视器或温度保险装置装配在加热装置(14)上的方法，所述方法的特征在于，使所述栓(6)不仅用作为用于实施焊接过程的电极，而且用作为用于夹持和/或定位装置(15)的保持突起部，所述保持突起部用于优选自动化的装配。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，借助在支架(2)上方作用于所述栓(6)上的夹持和/或定位装置(15)，将所述热开关装置定位在加热装置上。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，借助在支架(2)上方作用于栓(6)上的夹持和/或定位装置(15)，将所述热开关装置的栓(6)的下侧压到加热装置(14)上。