弓型件/双金属件连接体及其制造方法.pdf

一种用于温度开关的弓型件/双金属件连接体，包括连接到固定用弓型件的双金属元件，其中所述双金属元件通过销钉作用于触发开关元件的簧片组上，所述弓型件承载有通过销钉作用于簧片组上的作用元件，在双金属元件和弓型件的连接界面，所述双金属元件仅在其弯曲部位的外侧处紧固连接至所述弓型件，从而在将双金属元件和弓型件连接后，所述双金属元件在其连接部位处不会出现横截面的变化。

1.  一种用于温度控制器(2)的弓型件/双金属件连接体，包括：
连接到固定用弓型件(21)的双金属元件(20)，其中所述双金属元件(20)通过销钉(25)作用于触发开关元件(26)的簧片组(24)上，所述弓型件(21)承载有通过销钉(23)作用于所述簧片组(24)上的作用元件(22)，在所述双金属元件(20)和所述弓型件(21)的连接界面，所述双金属元件(20)仅在其弯曲部位(203)的外侧处紧固连接至所述弓型件(21)，从而在将所述双金属元件(20)和所述弓型件(21)连接后，所述双金属元件(20)在其连接部位处不会出现横截面的变化。

2.  根据权利要求1所述的弓型件/双金属件连接体，其特征在于，所述双金属元件(20)包括具有在主动层和被动层之间的铜中间层的双金属。

3.  根据权利要求2所述的弓型件/双金属件连接体，其特征在于，所述铜中间层的厚度约为所述双金属元件(20)总厚度的10％～60％。

4.  根据权利要求1至3中任一项所述的弓型件/双金属件连接体，其特征在于，所述固定用弓型件(21)和所述双金属元件(20)是在它们的连接界面上焊接在一起的。

5.  根据权利要求4所述的弓型件/双金属件连接体，其特征在于，所述固定用弓型件(21)和所述双金属元件(20)的连接界面包括用于使温度开关(2)固定至应用装置的固定孔(202)，在偏离所述双金属元件(20)的弯曲部位(203)的位置处设有至少一个用于连接所述双金属元件(20)和所述固定用弓型件(21)的焊点(201)，其中所述固定孔(202)设置在所述弯曲部位(203)和所述焊点(201)之间。

6.  根据权利要求1至5中任一项所述的弓型件/双金属件连接体，其特征在于，所述双金属元件(20)的被动金属面是焊接面。

7.  根据权利要求4至6中任一项所述的弓型件/双金属件连接体，其特征在于，被动面的材料厚度等于或大于主动面的材料厚度。

8.  根据权利要求4至7中任一项所述的弓型件/双金属件连接体，其特征在于，所述弓型件(21)和所述双金属元件(20)彼此焊接成使得它们在其连接界面上偏移介于0～0.1mm。

9.  根据权利要求4至8中任一项所述的弓型件/双金属件连接体，其特征在于，所述弓型件(21)和所述双金属元件(20)彼此焊接成使得所述弓型件(21)和所述双金属元件(20)精确地且没有空隙地在彼此的顶部上接界。

10.  根据权利要求4至9中任一项所述的弓型件/双金属件连接体，其特征在于，所述弓型件(21)和所述双金属元件(20)是通过激光焊接或电阻焊接相互连接的。

11.  根据权利要求4至10中任一项所述的弓型件/双金属件连接体，其特征在于，所述激光焊接是以点焊的方式在所述双金属元件(20)的最大弯曲应力部位的外侧处将所述双金属元件(20)和所述弓型件(21)连接。

12.  根据权利要求4至11中任一项所述的弓型件/双金属件连接体，其特征在于，所述激光焊接是以缝焊的方式在所述双金属元件(20)和所述弓型件(21)之间的双金属元件(20)的最大弯曲应力部位的外侧处将所述双金属元件(20)和弓型件(21)连接。

13.  一种在制造具有权利要求1所述特征的温度开关(2)过程中用于连接固定用弓型件(21)和双金属元件(20)的方法，其特征在于，所述弓型件(21)和所述双金属元件(20)在所述双金属元件的弯曲部位(203)的外侧的至少一个位置处焊接在一起。

14.  根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法用于获得根据权利要求2至13中任一项所述的弓型件/双金属件连接体。

弓型件/双金属件连接体及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种双金属温度控制器的弓型件/双金属件连接体，以及一种双金属温度控制器的弓型件/双金属件连接体的制造方法。
背景技术
现有技术领域中，具有双金属片的温度控制器是已知的。常见的双金属控制器的示意图如图1所示。常见的温度控制器1通常包括S形的固定用弓型件(fastening bow)11，致动元件12设置在该固定用弓型件11上，致动元件12通过第一销钉13作用于簧片组14上，簧片组14触发开关元件16，开关元件16与触头17电连接，触头17被设置在固定用弓型件11上的绝缘元件18保持。
固定用弓型件11还包括位于其一个端部处的固定孔102，温度控制器1通过该固定孔102能附接至应用装置上。在弓型件11的这个端部，同样具有连接孔102的双金属元件10设置在弓型件11上且与该弓型件11连接，双金属元件10通过第二销钉15作用于触发开关元件16的簧片组14上。双金属元件10因此在其自由端104上通过绝缘的第二销15与作为开关簧片的载流簧片组14相连接，并且将自身的热变形传递到簧片组14。
众所周知，弓型件11和双金属元件10的连接可以通过电阻焊接利用四个焊点来实现。在此，对于常见的温度控制器1，焊点101围绕双金属元件10/固定用弓型件11的固定孔102同心地设置，从而形成并排的彼此邻近的各两个焊接点101、101’，两个焊接点101、101’分别靠近或远离双金属元件10的自由端。
然而，当双金属元件由于升温而变形或弯曲时，靠近双金属元件10的自由端的两个焊接点101’不利地极为靠近经受最大弯曲应力的双金属元件10的材料横截面，而且机械力诸如通过簧片组14也作用于双金属元件10的自由端104。在此，双金属元件10的材料在这个焊接点处受热影响以及力影响，由于材料的松弛以及横截面的弱化使可负载的弯曲应力减小。由此带来的不利结果是双金属元件10的最大热负载以及最大机械载荷的变化，同时还加之由于开关使用的漂移使得在长期操作方面，双金属元件10的负载能力不停变化。
这种影响可以通过增大双金属元件10的材料横截面予以抵消，或分别通过选择和使用适合在杨氏模量或可负载的弯曲应力方面具有更高指标的材料来抵消。
但是，对于某些应用，必须使用在两个金属组元之间带有铜中间层的此种设计的双金属元件。然而，由于铜组元在温度影响下会导致机械性能显著降低，因此这种特定材料组合对于采用上述焊接方法的条件是极为苛刻的。在此，铜中间层的厚度与变化程度相关。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种改进的用于温度控制器的弓型件/双金属件连接体，其克服了现有技术中的上述不足，并提供了一种具有易于采用焊接方法的材料组合的双金属元件。本发明的另一目的在于提供一种改进的弓型件/双金属件连接体的制造方法，其克服了现有技术中的上述不足，以及可以选择一种包括易于采用焊接方法的材料组合的双金属元件。
本发明的目的是通过权利要求1和13的特征实现的。
本发明的较佳实施例通过从属权利要求的特征和/或结合附图的下述说明给出。
附图说明
图1a为常见的温度控制器的立体图，
图1b为图1a所示的温度控制器的另一立体图，以及
图1c为图1a和图1b所示的温度控制器的俯视图；
图2a为具有根据本发明的弓型/双金属件连接体的温度控制器的立体图，
图2b为图2a所示的温度控制器的另一立体图，以及
图2c为图2a和图2b所示的温度控制器的俯视图；以及
图3为图2a、图2b和图2c所示的温度控制器的侧视图。
主要元件标记说明：
温度控制器   1            双金属元件   10
焊点         101，101’   固定孔       102
弯曲部位     103          自由端       104
弓型件       11           致动元件     12
第一销钉     13           簧片组       14
第二销钉     15           开关元件     16
触头         17           绝缘元件     18
温度控制器   2            双金属元件   20
焊点         201          固定孔       202
弯曲部位     203          自由端       204
弓型件       21           致动元件     22
第一销钉     23           簧片组       24
第二销钉     25           开关元件     26
触头         27           绝缘元件     28
具体实施方式
根据本发明的用于温度控制器的弓型件/双金属件连接体包括尤其连接到固定用弓型件的双金属元件，其中双金属元件通过销钉作用在触发开关元件的簧片组上，该弓型件承载有通过销钉作用在簧片组上的作用元件(effecting element)，在双金属元件和弓型件的连接界面，双金属元件仅在其弯曲部位的外侧处紧固连接至固定用弓型件，从而在双金属元件和弓型件连接后，双金属元件在其连接部位处的横截面不会出现变化。
根据本发明一较佳实施例，双金属元件包括具有在主动层和被动层之间的铜中间层的双金属，其中铜中间层的厚度较佳地约为双金属元件的总厚度的10％～60％。
根据本发明另一较佳实施例，固定用弓型件和双金属元件在其连接界面处被焊接在一起，其中，焊接连接尤其较佳地采用激光焊接或电阻焊接来实现。
根据本发明另一较佳实施例，固定用弓型件和双金属元件的连接界面包括用于将温度开关固定至应用装置的固定孔，其中在偏离弯曲部位的位置，尤其在偏离双金属元件经受最大弯曲应力部位的位置处设有至少一个用于连接双金属元件和固定用弓型件的焊点，其中固定孔较佳地设置在弯曲部位和焊点之间。
根据本发明另一较佳实施例，双金属元件设置在固定用弓型件上且与固定用弓型件连接，使得被动金属面形成了双金属元件的焊接面，特别地，其中被动面的材料厚度可较佳地等于或大于主动面的材料厚度。
根据本发明另一较佳实施例，弓型件和双金属元件彼此焊接，使得它们在其连接界面上偏移大约介于0～0.1mm，特别地，其中弓型件和双金属元件较佳地、精确地且没有空隙地在彼此的顶部上接界。
根据本发明另一较佳实施例，弓型件和双金属元件之间的连接是由在双金属元件的最大弯曲应力部位的外侧处采用激光焊接或电阻焊接获得的。
根据本发明另一较佳实施例，双金属元件和弓型件之间的连接是由在双金属元件和弓型件之间的双金属元件的最大弯曲应力部位的外侧处采用缝焊获得的，其中很显然结合上述的点焊也可以获得进一步的加固连接。
本发明还尤其涉及一种在制造温度开关过程中用于连接弓型件和双金属元件的方法，该温度开关具有用于温度控制器的、较佳的弓型件/双金属件连接体的上述较佳特征，其中特别地，弓型件和双金属元件在双金属元件弯曲部位的外侧处，尤其在双金属元件最大弯曲应力部位的外侧的至少一个位置处焊接在一起。
通过本发明的上述实施例，温度控制器的弓型件/双金属件连接体可以可靠地获得，其中尽管弓型件和双金属元件是焊接连接，但双金属元件的材料通过焊接连接没有受热影响或受力影响，使可负载的弯曲应力没有因材料的松弛以及横截面的弱化而减小，进一步地使最大热负载以及最大机械载荷能力没有变化，且进一步在长期操作方面负载能力没有不停变化，因此，并没有产生开关点的漂移现象。
通过上述根据本发明的弓型件/双金属件连接体和用于温度控制器的弓型件/双金属件连接体的制造方法，进一步较佳地可以使用具有易于采用焊接方法的材料组合的双金属，尤其可以使用带有铜中间层的金属。
参照图2a～图2c、图3，下面描述本发明实施方案的较佳示例。
图2a为具有根据本发明的弓型件/双金属件连接体的温度控制器2的立体图，图2b为图2a所示的温度控制器的另一立体图，以及图2c为以上图2a和图2b所示的温度控制器的俯视图；图3为图2a～图2c所示的温度控制器的侧视图。
温度控制器2具有根据本发明的弓型件/双金属件连接体，图2a～图2c和图3示出的弓型件/双金属件连接体包括连接到双金属元件20的固定用弓型件21，其中固定用弓型件21适当弯曲，致动元件22设置在固定用弓型件21上，致动元件22通过第一销钉23作用于触发开关元件26的簧片组24上，开关元件26与触头27电连接，触头27被设置在弓型件21上的绝缘部件28保持。
固定用弓型件21还包括位于其一个端部处的固定孔202，温度控制器2通过固定孔202能够附接于应用装置上。在固定用弓型件21的这个端部，同样具有固定孔202的双金属元件20设置在固定用弓型件21上且与固定用弓型件21连接，双金属元件20通过第二销钉25作用于触发开关元件26的簧片组24上。因此，双金属元件20在其自由端204上通过绝缘的第二销钉25与作为开关簧片的载流簧片组24相连接，并且将自身的热变形传递到簧片组24。
根据本发明，双金属元件20通过焊接连接至固定用弓型件21，尤其较佳地通过激光焊接或电阻焊接，以及进一步较佳地通过偏离于双金属元件的弯曲部位的焊点201焊接；通过此种双金属元件和固定用弓型件的连接，使得在双金属元件在其弯曲部位处的横截面不会出现变化，尤其地，对于双金属元件20从焊接部到最大弯曲应力部位203没有影响。其中，最大弯曲应力部位203定位成极为靠近双金属元件20与固定用弓型件21的焊接部，且最大弯曲应力部位203定位成与双金属元件20的自由端204相对。
对于上述提到的可替代和/或进一步的实施例，当从双金属元件20的位于最大弯曲应力部位203的自由端204来看，根据本发明的至少一个焊点201可较佳地与固定孔202相对设置，进一步地和/或另外较佳地，可在双金属元件20和固定用弓型件21之间的紧固端上通过缝焊(未图示)以用于将双金属元件20紧固至固定用弓型件21上。
如前文所述，根据图2a～图2c和图3所示的本发明的较佳实施例提及的温度控制器的弓型件/双金属件连接体也可以通过焊接连接具有这样一种材料组合的双金属形成：该材料组合易于采用焊接方法，尤其在热负载、机械载荷以及双金属元件的长期使用方面，没有因为焊接而产生不利效果。