專利名稱：電開關(guān)的改進的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電開關(guān)的改進，尤其是涉及采用雙金屬元件作為熱促動器的熱敏電開關(guān)。
許多種采用雙金屬促動器的電開關(guān)已是公知的，同樣，許多不同形式的雙金屬開關(guān)促動器也已是公知的。早期的雙金屬開關(guān)簡單地采用普通雙金屬閘刀，這種閘刀隨溫度變化移動得較慢，并會在開關(guān)中產(chǎn)生電弧問題；快速動作(瞬動)雙金屬促動器的開發(fā)在本技術(shù)領(lǐng)域帶來了重要進展。這種雙金屬促動器是按碟形雙金屬元件構(gòu)成的，它能在相對彎曲的結(jié)構(gòu)之間快速移動。各種形式的快速動作雙金屬促動器已是公知的，例如GB600055、GB657434、GB1064643、GB1542252和GB2124429中公開的那些促動器。同樣，各種采用這類雙金屬促動器的電開關(guān)也已是公知的，例如上述GB2124429公開了梨形快速動作雙金屬促動器在電流敏感開關(guān)中的應用，其中，流經(jīng)的電流對雙金屬的加熱被設(shè)計用于斷開處于過流狀態(tài)的開關(guān)。
在WO 92/20086中描述了一種小型電開關(guān)，它采用快速動作雙金屬促動器，此開關(guān)能很好地適于自動化制造和安裝，并包含最少量的零部件。此開關(guān)包括一個模壓塑料基體部分，此部分內(nèi)容裝第一和第二接頭導體，一個快速動作雙金屬促動器固定至兩導體之一上，并承載一個觸點，此觸點構(gòu)成此開關(guān)的活動觸點并設(shè)置成在開關(guān)動作時能與兩導體中的另一個相配合。通過使用很小厚度(例如0.003英寸0.076mm)的雙金屬材料，此開關(guān)可做成具有高的電流靈敏度，開關(guān)基體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可設(shè)計成能為這樣薄的雙金屬元件提供物理支撐。還說明了一種可能性，即，在接頭導體上設(shè)置銀或銀合金涂層，例如WO92/14282中描述的銀銻涂層，此接頭導體與由雙金屬承載的活動開關(guān)觸點相配合，這樣就能使用另一種平的導體而不需要在導體上安裝獨立的觸點。
為提高開關(guān)的電流靈敏度，還公開了在開關(guān)中設(shè)置串聯(lián)的加熱元件的可能性，此加熱元件在開關(guān)處于閉合狀態(tài)時向雙金屬促動器供熱，在一種非常方便的結(jié)構(gòu)中，這是通過將兩導體之一或兩者的一部分形成為加熱元件實現(xiàn)的。另一種可能性是提供與開關(guān)導體并聯(lián)的加熱元件，例如，采用在開關(guān)基體部分上印刷的導電油墨作為加熱元件，這樣做的效果是只要開關(guān)的供電保持連通就阻止開關(guān)復位。
本發(fā)明的一個目的是提供一種包括雙金屬開關(guān)促動器的熱敏開關(guān)，該開關(guān)具有上述的WO92/20086的開關(guān)的優(yōu)點，并且還能提供增大的電流承載容量，而且雖然不是必需的，但最好能提供延長的第一斷路時間，以便防止開關(guān)的干擾跳閘。
根據(jù)本發(fā)明，就其一方面來說，提供了一種熱敏開關(guān)，該開關(guān)包括模壓塑料基體部分，其中容裝第一和第二接頭導體；片簧，它固定至所述導體的一個上并承載一個觸點，此觸點構(gòu)成開關(guān)的活動觸點并被設(shè)置成用于在開關(guān)動作時與兩導體中的另一個相配合；和快速動作的雙金屬促動器，它固定至所述導體中的所述的一個上并與所述片簧配合確定開關(guān)的狀態(tài)，雙金屬促動器由片、簧構(gòu)成其電分路。
在后面詳細描述的本發(fā)明的第一實施例中，實質(zhì)上與WO92/20086中描述的一樣的開關(guān)的快速動作雙金屬促動器是借助于導電的片簧構(gòu)成其分路的，此片簧承載開關(guān)的活動觸點，片簧疊置在雙金屬促動器下并產(chǎn)生一個彈力，此彈力的取向趨于打開開關(guān)，但將會由處于冷狀態(tài)的雙金屬促動器產(chǎn)生的力所克服。
更具體地講，本發(fā)明的上述實施例包括模壓塑料基體部分，其中容裝第一和第二接頭導體；片簧，它固定至所述導體中的一個上并承載一個觸點，此觸點構(gòu)成開關(guān)的活動觸點并設(shè)置成用于在開關(guān)動作時與兩導體中的另一個配合；和快速動作的雙金屬促動器，它固定至所述導體的所述的一個上，并與所述片簧配合確定開關(guān)的狀態(tài)，片簧產(chǎn)生趨于打開開關(guān)觸點的彈力，雙金屬促動器疊置在片簧上并在其冷狀態(tài)時產(chǎn)生一個力，以克服片簧的彈力，雙金屬(促動器)由片簧構(gòu)成其電分路。
在此實施例中，片簧的與雙金屬促動器相反的作用(力方向)保證了，在動作時片簧保持與雙金屬的接觸以及對雙金屬的電分路，由此增大了開關(guān)的電流承載容量，并延長了第一次斷路時間，因為僅有開關(guān)的直通電流的一部分流入雙金屬。另外，當雙金屬移至其熱狀態(tài)時，由片簧產(chǎn)生的彈力將趨于阻止雙金屬復位，由此延長了開關(guān)的斷路時間，這在保護性應用中是有益的。
在后面描述的本發(fā)明的另一實施例中，片簧不必以趨于使開關(guān)打開的彈力對抗雙金屬，而可以是中性的或者甚至產(chǎn)生使開關(guān)閉合的彈力，片簧和雙金屬以如此方式連在一起，即此方式適應它們的各自獨立的移動，同時還保證它們在開關(guān)動作時一起移動。片簧具有一個從其主平面向上彎曲的端部，在此端部中形成有一個孔，雙金屬促動器具有穿過片簧端部中的孔延伸的部分，但其與孔之間有足夠大的間隙，以保證實質(zhì)上不妨礙片簧和雙金屬促動器在其縱向上的相對移動。對于具備相關(guān)技術(shù)知識的人來說將會有其它的連接片簧和雙金屬促動器的手段；例如，片簧和/或雙金屬促動器可設(shè)置一個或多個折疊的耳片，以便不緊密地配連另一部件。
通過將片簧設(shè)置成能產(chǎn)生使開關(guān)閉合的彈力，則與中性的或使開關(guān)打開的力相比會獲得這樣的優(yōu)點，即，當溫度接近開關(guān)將由雙金屬促動器打開的斷路溫度時，尤其是采用快速動作雙金屬促動器時，可在開關(guān)中實現(xiàn)增大的接觸壓力。通過這種方式，可完成精確的和預定的開關(guān)動作，且不易產(chǎn)生漏電問題。
在上述兩個實施例中，片簧和雙金屬促動器可有利地形成相同形狀，并且甚至可以在采用可更換沖頭和/或沖模的自動化制造過程中以相同工具制造。因此，在后面描述的本發(fā)明的此實施例中，雙金屬促動器包括一個碟形雙金屬閘刀，此閘刀具有大體呈U形的切口，此切口界定了一個在一對外腿之間延伸的中心舌簧片，此對外腿由鄰近舌簧片頂端的橋接部分連接，片簧呈實質(zhì)上相同的形狀并對齊地位于雙金屬促動器下面。雙金屬閘刀的舌簧片和片簧的相對應部分(例如)通過點焊共同固定至所述導體的所述的一個上，開關(guān)的活動觸點由片簧的對應于雙金屬促動器的橋接部分的那部分承載。開關(guān)的模壓塑料基體部分容裝雙金屬促動器和片簧，在所述空腔內(nèi)界定了一凸塊，此凸塊為雙金屬閘刀的舌簧片和片簧的相對應部分提供了支撐，舌簧片和所述相對應部分在此固定至接頭導體。采用這種相同的雙金屬閘刀和片簧結(jié)構(gòu)，雙金屬和片簧可在其裝至開關(guān)中之前方便地組裝在一起(作為一個子裝配工序)，這對于開關(guān)的裝配是有益的。
與WO92/20086中描述的發(fā)明相似，開關(guān)的模壓塑料基體部分最好界定一個封閉的空腔，此空腔容裝片簧和雙金屬促動器，第一和第二接頭導體按間隔位置模壓入開關(guān)的基體部分中，以在所述空腔內(nèi)及基體部分之外具有彼此隔開的暴露部分，雙金屬促動器和片簧直接焊至所述導體中的所述的一個的位于空腔內(nèi)的暴露部分上，由片簧承載的觸點與由兩導體中的另一個的位于空腔內(nèi)的暴露部分界定的或在此暴露部分上設(shè)置的觸點相配合。
由下述事實產(chǎn)生了進一步的優(yōu)點，即，根據(jù)本發(fā)明的教導，通過簡單地使用具有不同的電和/或物理特性的不同片簧就可獲得具有不同開關(guān)特性的開關(guān)，而有益地是不需要改變雙金屬，雖然這種改變會提供附加的可能性，并且，設(shè)置片簧則不再需要將開關(guān)的活動觸點焊至雙金屬(雙金屬材料一般是難焊材料)。
本發(fā)明的上述和其它特征和方面在所附權(quán)利要求中做了詳細限定，并且將在以下的對附圖中所示的本發(fā)明的例證性實施例的說明中得以清楚表述。


圖1A-1E示出根據(jù)本發(fā)明的第一例證性開關(guān)的模壓塑料基體部分，其中省略了封蓋部件并顯示出容裝于基體部分中的第一和第二接頭導體，還省略了開關(guān)的片簧和雙金屬促動器，圖1A為頂視圖，圖1B和1C分別為沿圖1A中的線A…A和B…B獲取的剖面?zhèn)纫晥D，圖1D為沿圖1A中的線C…C獲取的剖面端視圖，圖1E為圖1A所示開關(guān)的底平面圖；圖2是可用于圖1A-1E所示的開關(guān)基體部分中的片簧和雙金屬促動器的形狀的放大示意圖；圖3是與圖1A相似的放大的頂視平面圖，并以虛線示出了片簧和雙金屬促動器的位置；圖4是與圖1B相似的剖面?zhèn)纫晥D，但其示出安裝就位的片簧和雙金屬促動器；圖5A-5I是顯示本發(fā)明的第二實施例的示意圖，其中省略了片簧和雙金屬促動器，還省略了封蓋部件，圖5A、5B和5C分別為頂視平面圖、剖面圖和底平面圖，圖5D和5E為立體圖，圖5F-5I為其它細節(jié)的示意圖，這些圖將在后面詳細描述；圖6是顯示用于第二實施例中的片簧的平面示意圖，片簧是以這樣的形式示出的，即，它由連續(xù)的沖壓工藝從連續(xù)的彈性金屬帶上制備，并且是處于用于裝至開關(guān)中的最后加工工序之前的狀態(tài)。
圖7是與圖6相似的平面圖，但其示出了用于第二實施例的雙金屬促動器的形狀；圖8A-8D示出第二實施例的金屬接頭部件的構(gòu)形，圖8A為頂視圖，它示出用于多個開關(guān)的金屬部件是如何通過連續(xù)的沖壓工藝從連續(xù)的金屬帶上制備的，圖8B和8C為剖面圖，圖8D為立體圖，它示出要裝入單體模壓塑料開關(guān)基體并從連續(xù)帶上切下的金屬部件的構(gòu)形；圖9A-9D與圖8A-8D相似，它們示出金屬部件的另一種構(gòu)形；圖10A-10C與圖9A-9C相似，它們示出另一種金屬部件的改進構(gòu)形。
附圖中涉及第一實施例的圖1-4以放大標度示出該開關(guān)，其中所示尺寸為開關(guān)的以毫米(mm)為計量單位的實際尺寸。開關(guān)的模壓塑料基體部分1大致呈矩形，尺寸為12.35mm×8.0mm×3.4mm，第一和第二接頭導體2和3進一步向外伸出4.5mm。圖中未示出開關(guān)的頂蓋，但其具有0.5mm的厚度。因此，該開關(guān)具有如此小的總體尺寸，即，它可方便地在適于由自動元件插裝設(shè)備采用的元件配送帶(bandolier)中供給。當然，這些尺寸僅是示例性的，對于不同用途之應用，可構(gòu)成不同尺寸的開關(guān)。
在開關(guān)的基體部分1內(nèi)界定了一個空腔4，其尺寸為9.0mm×7.0mm×2.4mm之量級，一個凸塊5占據(jù)了這個空腔的一部分。第一接頭導體2是以十字形金屬沖壓片方式形成的，如圖1A所示，通過其前端2′在一端模壓入基體部分1中，前端2′即是位于凸塊5的上表面中的凹口中的導體2伸入開關(guān)基體部分1中的最前端和其暴露于空腔中的橫向部分2″。第二接頭導體3在比第一接頭導體2低的水平位置上模壓入開關(guān)基體部分1的另一端，它由一個大致T形的金屬沖壓片構(gòu)成，其頭部3′暴露于由開關(guān)的基體部分1界定的空腔4的底部。
圖2示出要裝入圖1-4的開關(guān)中的片簧6的形狀，并相應地示出開關(guān)的雙金屬促動器7的形狀，在此實施例中，這兩個元件最好為相同形狀并在開關(guān)的自動化制造過程中用同一模(刀)具形成。正如圖中所示，片簧和雙金屬促動器各自包括一個由合適的彈性或雙金屬材料制成的碟形(dished)閘刀(blade)，它具有大致U形的切口，后者在兩腿10之間界定了一個舌簧片9，兩腿10則由橋接部分11相連接。從圖4中可清楚地看出，開關(guān)的動觸點是由焊在片簧6的橋接部分的內(nèi)側(cè)的銀觸點12構(gòu)成的。雙金屬促動器7位于片簧6頂側(cè)并與之對準，在借助于焊連其舌簧片9(至前部2′)而被固定至接頭導體2的前部2′，以及借助于凸塊5上表面上的結(jié)構(gòu)13輔助舌簧片9相對于開關(guān)基體的定位之前，這兩個元件(6和7)最好通過弱焊在在舌簧片處固定在一起做成一個子組件。雙金屬閘刀7的形狀這樣設(shè)置是便于通過增大腿10和閘刀前部區(qū)域中的電流密度增強其對直通電流的響應性，在閘刀前部區(qū)域中，其橋接部分維持與下面的片簧6的物理和導電性接觸。
正如前述的在WO92/20086中描繪的開關(guān)那樣，凸塊5為導體2的前部2′提供了進一步支撐，后者又為片簧6和雙金屬促動器7的舌簧片9提供了支撐，而這些部件(6和7)的腿10和橋接部分11則可在空腔4內(nèi)自由活動。按照這種布局結(jié)構(gòu)，開關(guān)的溫度響應特征可以更好地預先確定，因為開關(guān)操作實質(zhì)上僅受腿10相對于固定位置的彎曲的影響，此固定位置是借助于舌簧片9在導體2上的支撐建立的。另外，通過按此方式支撐舌簧片9，減小了在舌簧片根部發(fā)生應力破裂的危險，而且雙金屬中的和片簧中的工作應力集中至其腿10上。
在上述實施例中，開關(guān)的定觸點14是由焊至T形的第二導體3的頭部上的銀觸點構(gòu)成的，它暴露于開關(guān)的內(nèi)空腔4內(nèi)。定觸點14還可通過將銀部分鑲嵌入導體頭部3′中形成，或者通過按照WO92/14282的教導形成導體頭部3′而實現(xiàn)，即，通過形成鉛導體3或銅合金的導體3并至少為導體頭部3′提供銀和銻的厚鍍層來實現(xiàn)，所述銅合金具有至少為銅的90％并且最好為99.95％的純銅的95-99％的熱導率。通過在由銅或高熱導率銅合金形成的導體上，采用由純銀(純度為99.9％)和通常約為1％尤其是0.3-0.7％的少量銻構(gòu)成的厚鍍層(例如，20-30微米最好為40微米厚)，防止了在開關(guān)操作過程中形成銀粉末，從而可獲得至少為70000次開關(guān)操作過程的量級的開關(guān)接觸壽命。
在如此描述的開關(guān)的工作過程中，開關(guān)的冷狀態(tài)是這樣的，雙金屬7克服片簧6的彈性偏移力，從而保持由片簧承載的觸點與由接頭導體3的頭部3′承載的觸點的相互接觸。在這種狀態(tài)下，片簧6構(gòu)成與雙金屬7并聯(lián)的分路，從而使開關(guān)的直通電流的一部分旁路流經(jīng)雙金屬。當雙金屬的溫度上升至某一預定水平時，由于來自于開關(guān)(周圍)環(huán)境的熱傳導和/或由于流經(jīng)雙金屬和/或相連片簧的電流對雙金屬的加熱，雙金屬將快速移動至其相對的碟形結(jié)構(gòu)狀態(tài)，從而釋放片簧并容許它在其自身的彈性偏移力作用下移至觸點打開位置。當雙金屬隨后足夠冷卻時，開關(guān)將再次動作，由雙金屬產(chǎn)生的力克服片簧的彈力。
采用片簧6構(gòu)成與雙金屬促動器7并聯(lián)的分路，增大了開關(guān)的電流容量，并增加了開關(guān)的第一斷路(break)時間，即在過大直通電流開始之后開關(guān)第一次斷開電路的時間。在開關(guān)用于諸如電動機保護用途之類的應用中時，延長的第一斷路時間有益于防止干擾斷路(跑閘)，例如，在這類應用中，最初在電動機啟動時，開關(guān)被施加相當高的但并非不正常的直通電流，并且此電流將隨電動機加速而減小。在此實施例中，與雙金屬相對的片簧的動作保證了，在其動作時保持與雙金屬的緊密的物理和熱接觸。這就對開關(guān)產(chǎn)生長的斷開時間，因此增強了開關(guān)的保護功能。
除上述優(yōu)點之外，采用片簧構(gòu)成與雙金屬并聯(lián)的分路還具有進一步的優(yōu)點，即，開關(guān)應用技術(shù)條件的范圍可采用單一雙金屬材料來調(diào)節(jié)，不同技術(shù)條件之間的變化則通過選擇彈簧材料的物理和/或電特性實現(xiàn)。進一步的變化還可通過選擇雙金屬材料實現(xiàn)，更進一步的變化則可通過選擇接頭導體2和/或3的材料獲得，應指出的是，如果導體3適當?shù)赜衫珉娮璨牧闲纬珊?或帶有變薄的部分，因而它能在開關(guān)使用過程中產(chǎn)生熱，那么，導體2的部分2′和2″應理想地設(shè)置成用作向雙金屬輸熱的熱源。
再有，正如WO92/20086中描述的開關(guān)那樣，封蓋可方便地模制成開關(guān)基體的一個組成部分，它鉸連至基體上，并可在片簧和雙金屬組裝至開關(guān)空腔中以及它們的舌簧片9點焊至導體2的前部2′之后，通過超聲焊接封閉。封蓋可這樣形成，即它將空腔4與開關(guān)的(外)環(huán)境隔離開，或者，也可設(shè)置一個或多個開口。
所述開關(guān)非常適于自動化制造和安裝，它包括最少的零部件，可以較為廉價，并且能相對于增強的電流靈敏度而小型化。但是，所述開關(guān)只是在本發(fā)明的范圍內(nèi)可實現(xiàn)的開關(guān)的一個例子，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，修改和變化是可能的。例如，盡管形成相同形狀的片簧和雙金屬是有益的，但這不是本發(fā)明所必需的；盡管除了雙金屬和片簧一起焊至接頭(前)部分2′的位置之外，雙金屬不連至片簧是有益的，但這也不是必需的，片簧可在其自由(接觸點承載)端具有與雙金屬不緊密配連的部分，以保證片簧承載的觸點吸附至固點觸點的任何趨向，不僅受到片簧自身的彈力的阻止，而且還受到由雙金屬從其冷狀態(tài)變換成熱狀態(tài)所產(chǎn)生的力的阻止。所示的接頭導體2和3的布置結(jié)構(gòu)還可修改，如WO92/20086中所述的平坦布線導體也是可以采用的，以作為可供選擇的表面安裝型接頭或可供選擇的接頭形狀、長度和/或布局結(jié)構(gòu)。開關(guān)還可修改，以便象WO92/20086中所討論的那樣包含串聯(lián)和/或并聯(lián)的加熱元件。
現(xiàn)參照附圖中的圖5-8，這些圖示出本發(fā)明的第二實施例，此實施例包含了上述的對于第一實施例的修改和變化的可能性的一部分。正如顯示第一實施例的附圖一樣，這些顯示第二實施例的附圖是放大標度的，在圖5A-5F和圖5I中圖示尺寸為實際尺寸的10倍。在圖5G和5H中圖示尺寸為實際尺寸的20倍，所示尺寸以毫米為計量單位。另外，采用與用于在前面的第一實施例的說明中表示相同部件的相同參考數(shù)字表示第二實施例的部件。
為簡明起見，以下僅說明第一和第二實施例之間的主要差異，對其它細節(jié)的變化將不予描述，但對于具備適當?shù)闹R的讀者來說仍將是清楚的。從主要方面講，將會看到以下特點第二實施例的金屬接頭部分被設(shè)計成能使開關(guān)選擇性地按一字形或端—端對接方式使用；片簧和雙金屬促動器在其不同的自由端松散地連在一起，這能使要用的片簧產(chǎn)生趨于(例如)使開關(guān)觸點閉合的彈力，而不是象第一實施例中那樣產(chǎn)生使觸點打開的力；開關(guān)的模壓塑料基體部分具有一個開口，此開口使開關(guān)中的金屬接頭部分的變薄部分起到加熱器作用，而不是被完全包含于塑料中。
下面更具體地參照附圖進行說明，圖8A-8C示出開關(guān)的接頭部分2和3是如何形成的，接頭部分2和3是由連接的金屬帶20沖壓形成的，以形成一連串的接頭部分套件，在隨后的自動化制造工藝中，包括銀質(zhì)固定觸點14安裝至接頭3的相應部分；模制開關(guān)基體1；以及片簧6和雙金屬促動器7安裝至接頭2的相應部分等工序，接頭部分套件保持固連于帶20的相對縱向邊緣上。正如圖8A中最清楚地示出的，第一接頭2呈橫向倒置的L形，并形成有起電阻加熱器作用的變薄(細)部分21和凸出部分2-2，可從圖8B中更詳細地看出，凸出部分2-2用于安裝片簧6和雙金屬促動器7。第二接頭3大體呈h形，并具有上分支3-1，如圖5A所示，上分支3-1適于從與第一接頭2(伸出方向)相同的開關(guān)基體1的一端伸出，第二接頭3還具有兩個分離的下分支3-2和3-3，它們適于從開關(guān)基體的另一端伸出。正如具備適當?shù)膶I(yè)知識者將能理解的，這種接頭布局結(jié)構(gòu)能使開關(guān)按一字形或端—端對接方式使用，第二接頭分支3-1、3-2和3-3中的不需要的或多余的分支被切除。從圖5D中可以看出，接頭分支3-1、3-2和3-3是如此形成的，即它們具有暴露于模壓塑料基體1下側(cè)的部分，以便砧(anvil)切工具置于開關(guān)下方，并且切除的不需要的接頭分支與開關(guān)基體的側(cè)邊平齊。
圖6和7分別示出片簧6和雙金屬促動器7的構(gòu)形，可以看到，在許多方面上，這些部件與圖2中所示的第一實施例的相應部件是相同的。不過，圖6和7示出在連續(xù)的沖壓工藝中由相應的金屬/雙金屬帶制造片簧和雙金屬促動器的優(yōu)選方式，它以能非常適于用在自動化開關(guān)制造機械中的形式提供了串聯(lián)的部件構(gòu)成的細長帶。
圖6還示出帶有伸長的端部11的彈簧閘刀片簧6的構(gòu)形，與圖2中所示的相應形狀相比，在所示端部11的細長部分中形成有一個隙孔25。圖7示出雙金屬閘刀7，它形成有從其端部11延伸的耳片26。在裝配此開關(guān)時，片簧6的端部11向上彎曲90°，以從片簧的主平面上直立伸出，這樣孔25便位于向上彎曲的部分中，雙金屬閘刀7的耳片26則被不緊密地容納于片簧25的孔25中。由于片簧6和雙金屬閘刀7的舌簧片部分9首先作為一子裝配工序而輕焊在一起，隨后焊至第一接頭部分2的凸出部分2-2，雙金屬閘刀7的耳片26在片簧25的孔25中的配合使雙金屬閘刀和片簧以松馳方式連在一起，這種方式要求它們一起移動，但又適應其各自的移動，以便它們中的任一個不被另一個不適當?shù)丶虞d。按這種結(jié)構(gòu)，片簧不必如此形成以產(chǎn)生與雙金屬動作相反的使觸點打開的彈力，并可做成中性的，或者順從于雙金屬動作的，或者甚至做成能產(chǎn)生如前面所述的使觸點閉合的力，以保證在溫度低于但非常接近于開關(guān)打開狀態(tài)溫度時獲得正接觸壓力。在后一種情況下，片簧可被如此加工，即使之在其移動時快速動作。將片簧和雙金屬促動器以相適應方式連在一起的其它手段是可能的，但所述結(jié)構(gòu)是簡單和方便的，并且特別好地適于自動化制造過程，在此過程中它僅需最少量的工序。
現(xiàn)將注意力集中于要在開關(guān)中形成加熱器的第一接頭部分2的變薄部分2-1，從圖5D可詳細地看出開關(guān)基體1具有一個開口27，此開口位于基體底板上與開關(guān)中的加熱器部分2-1的置相對應的位置處。這保證了加熱器工作不會受到塑料的加熱器封殼的過度損害，并保證了通過傳導和輻射形成的向雙金屬促動器的有效熱傳遞。
現(xiàn)參照圖9A-9D和10A-10C，這些圖示出了其它可供選擇的接頭結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)提供了最佳的一字形或端—端對接使用狀況，還提供了可選擇的較短或較長的經(jīng)由開關(guān)的電流路徑。在后一種情況下，可以看到，其上要焊連片簧和雙金屬閘刀的接頭部分2-2，在圖9A-9D的結(jié)構(gòu)中的一個位置處延伸離開接頭2，而在圖10A-10C的結(jié)構(gòu)中的一個不同位置處延伸離開接頭2，這個不同位置提供了經(jīng)由開關(guān)的不同長度的電流路徑，電流路徑的長度還取決于是采用了一字形接頭方式還是端—端接頭方式。通過這些選擇，經(jīng)由開關(guān)的電流路徑的電阻可以選擇得較低或較高，并且結(jié)合對接頭元件2和3和/或片簧6的材料的選擇，開關(guān)的電流靈敏度可在可能的靈敏度的實際范圍內(nèi)選擇，從根本上講，這意味著，相同開關(guān)結(jié)構(gòu)可方便地適于不同電流負載和不同開關(guān)應用。
正如第一實施例一樣，在不脫離所附權(quán)利要求描述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，第二實施例易于修改和變換。本發(fā)明使得能自動化地制造一系列基本相同的開關(guān)，這些開關(guān)覆蓋了寬的開關(guān)(電流)范圍，例如從4安至36安的范圍。通過省除片簧，進一步的優(yōu)選是可能的，而制造的開關(guān)除由雙金屬本身承載開關(guān)的活動觸點外與前述的開關(guān)是相同的。
權(quán)利要求
1.一種熱敏開關(guān)，包括模壓塑料基體部分，其中容裝第一和第二接頭導體；片簧，它固定至所述導體的一個上并承載一個觸點，此觸點構(gòu)成開關(guān)的活動觸點并被布置成用于在開關(guān)動作時與兩導體中的另一個相配合；和快速動作的雙金屬促動器，它固定至所述導體中的所述的一個上并與所述片簧配合確定開關(guān)的狀態(tài)，雙金屬促動器由片簧構(gòu)成其電分路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的熱敏開關(guān)，其中，片簧和雙金屬促動器為相似形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的熱敏開關(guān)，其中，雙金屬促動器包括一個碟形雙金屬閘刀，此閘刀具有大致U形的切口，此切口界定了一個在一對外側(cè)腿之間延伸的中心舌簧片，此對腿由相鄰于舌簧片頂端的橋接部分連接，雙金屬閘刀的舌簧片固定至所述接頭導體的所述的一個上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3的熱敏開關(guān)，其中，雙金屬閘刀的舌簧片和片簧的相對應部分共同固定至所述導體中的所述的一個上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2和3或權(quán)利要求4的熱敏開關(guān)，其中，開關(guān)的活動觸點是由片簧的一部分承載的，此部分與雙金屬促動器的橋接部分相對應。
6.根據(jù)權(quán)利要求3、4或5的熱敏開關(guān)，其中，開關(guān)的模壓塑料基體部分界定了一個空腔，此空腔容納雙金屬促動器和片簧，在所述空腔內(nèi)界定了一個凸塊，此凸塊為雙金屬閘刀的舌簧片和片簧的相對應部分提供了支撐。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的熱敏開關(guān)，其中，片簧適于設(shè)置成能產(chǎn)生趨于打開開關(guān)觸點的彈力，雙金屬促動器疊置在片簧上，并適于設(shè)置成能在其冷狀態(tài)時產(chǎn)生用以克服片簧的彈力的力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的熱敏開關(guān)，其中，片簧和雙金屬促動器的自由端不存在機械性互連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求的熱敏開關(guān)，其中，片簧適于設(shè)置成能產(chǎn)生中性彈力，此彈力既不趨于打開也不趨于閉合開關(guān)觸點，并且在片簧和雙金屬促動器的自由端之間設(shè)有機械連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一權(quán)利要求的熱敏開關(guān)，其中，片簧適于設(shè)置成能產(chǎn)生趨于使開關(guān)觸點閉合的彈力，并且在片簧和雙金屬促動器的自由端之間設(shè)有機械連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的熱敏開關(guān)，其中，雙金屬促動器疊置于片簧上。
12.根據(jù)權(quán)利要求9、10或11的熱敏開關(guān)，其中，機械連接是由位于片簧和雙金屬促動器中的一個中的一個孔和位于另一個的一個部件構(gòu)成的，此部件與所述孔不緊密地配合。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-12中的任一權(quán)利要求的熱敏開關(guān)，其中，片簧適于設(shè)置成在其工作時能快速動作。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的熱敏開關(guān)，其中，開關(guān)的模壓塑料基體部分界定了一個空腔，此空腔容裝片簧和雙金屬促動器，第一和第二接頭導體按間隔位置模壓至開關(guān)的基體部分中，以便在所述空腔內(nèi)部及基體部分之外具有彼此分隔開的暴露部分，雙金屬促動器和片簧直接焊至所述導體的所述的一個的位于空腔內(nèi)的暴露部分上，由片簧承載的觸點與由兩導體中的另一個的位于空腔內(nèi)的暴露部分界定的或在此暴露部位上設(shè)置的觸點相配合。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的熱敏開關(guān)，其中，所述第一和第二接頭導體之一或兩者是這樣形成的，即在開關(guān)的基體部分之外具有多個暴露部分。
16.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的熱敏開關(guān)，其中，開關(guān)的模壓塑料基體部分是這樣的，即它將開關(guān)的有源器件與其外部環(huán)境隔離。
17.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的熱敏開關(guān)，其中，所述接頭導體中的一個和/或另一個包括一個電阻加熱部分，此部分適于向雙金屬促動器輸熱。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一權(quán)利要求的熱敏開關(guān)，其中，與開關(guān)導體并聯(lián)設(shè)置有一個電阻加熱元件。
19.一種電開關(guān)，包括一個開關(guān)基體和多個從外部接入的接頭，其中，所述外部接頭中的一個或多個共同連接在開關(guān)基體內(nèi)，由此，該結(jié)構(gòu)使得開關(guān)的用戶能選擇其要使用的接頭。
20.一種熱敏開關(guān)，它實質(zhì)上就是這里參照任一附圖所描述的開關(guān)。
全文摘要
一種熱響應電流敏感開關(guān)，包括一個模壓塑料基體(1)，其中容裝金屬沖壓片形式的第一和第二接頭(2、3)并具有一個內(nèi)空腔，在空腔中，相同形狀的片簧(6)和快動雙金屬閘刀(7)一起點焊至接頭之一上，片簧(6)與雙金屬閘刀(7)對齊疊置，此接頭另一端承載銀觸點(12)，此觸點在開關(guān)動作時與另一開關(guān)接頭(3)配合。在一實施例中，片簧(6)的彈力是以趨于打開開關(guān)的方式取向的，而在其觸點閉合移動過程中由雙金屬閘刀(7)產(chǎn)生的力足以克服片簧(6)的彈力，但在另一實施例中，片簧(6)產(chǎn)生中性力或觸點打開力。片簧(6)為雙金屬(7)電分路，由此增加了開關(guān)的電流承載容量，不同的開關(guān)技術(shù)條件可采用帶不同片簧的相同雙金屬閘刀。
文檔編號H01H37/14GK1132000SQ9419349
公開日1996年9月25日 申請日期1994年8月3日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月3日
發(fā)明者D·A·史密夫 申請人:奧特控制有限公司