专利名称：电热元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种改进的电热元件，所述电热元件例如用于电热水罐和电热水壶、电熨斗和熨衣机、烤面包机、电闷锅、具有烘烤功能的微波炉，电炸锅、烘箱、电取暖器、自动擦镜器、洗衣机和洗碗机等。更具体地说，本发明涉及形成这种加热元件的电源连接。
在热水罐、热水壶和其它热水设备中使用的电热元件一般具有被容纳在管状金属套内的线绕电阻加热部分，并具有被装入金属套内包围电阻加热部分的电绝缘材料。在电阻加热部分的端部，通常提供有被称为“冷杆”或“元件冷尾”的导电性好的金属的端部端子，其从元件护套的端部伸出，并且一般通过螺钉用于实现和热元件的电连接，以使电热丝固定在其上。在其它的热元件中，例如在烤面包机和电暖气中使用的热元件中，通常使用被架在合适形状的框架上的裸露(没有护套)电阻丝，并且这种热电阻丝通常被终接在框架的合适位置上，在此位置提供螺钉或其它的端子用于使热元件和电源线相连。此外，例如用于家庭电热水设备和熨衣设备的平面热元件，上述的电阻丝热元件被夹在或被绑在金属板例如熨斗的底板上，并且电阻热元件也具有端子，用于把电源线固定在其上。
上述的电热元件只是已知形式的热元件的一些例子，它们通常具有用于使电源线和热元件相连的装置，这种装置包括例如螺钉或标签形的端子，或者在一些情况下被焊接或铆接在电源连接线上。设备制造者不情愿地接受了这种电源连接装置，因为这些电源连接装置对他们添加了制造问题，因而增加了最终设备的成本。
因而，本发明的主要目的在于克服或至少基本上减少实现电热元件的电源连接中的上述问题。
按照本发明，上述目的可以通过提供一种具有端接部分的热元件来实现，所述端接部分适用于和直接连接在电源上的弹簧端子接触，例如通过将其插入设备的电源入口连接器中。
考虑电热水设备的例子，例如热水罐或热水壶，本发明提出在设备的本体上或本体内提供一电源入口连接器，在设备中提供一电热元件，并且在电源入口连接器中提供弹簧端子，用于和电热元件的端子部分实现电接触。在设备中的电热元件可以是任何类型的电热元件，但是最适用于本发明的形式是所谓的厚膜平面热元件，其包括一支撑板或底板，在其上面提供有印刷的或者用其它方法形成的轨迹形式的电阻加热元件，这种加热元件的轨迹可以容易地被制成具有端接焊盘，其适用于通过弹簧端子实现接触，从而向加热元件供电。这种平面热元件以及和其相关的电源入口连接器的结构最好是这样的在这种部件被安装在设备的本体内时，入口连接器的弹簧端子和热元件端接焊盘实现工作接触，而不需对设备制造厂的部件进行其它电连接操作。
众所周知，在电热水设备尤其是热水罐或热水壶中可以提供控制装置，所述控制装置具有检测热元件的温度的功能，并且响应检测的例如由设备干烧而引起的元件过热状态，切断或(或减少)热元件的电源。这种类型的元件保护控制装置是公知的，其中控制装置包括弹簧端子，其和设备热元件的端接部分接合，用于通过控制装置向热元件供电。由我们制造的这样一种控制装置是X3元件保护控制装置，其基本上和GB-A-2194099所述的相同，参见该文件的图3A-3C，也在GB-A-2248724中描述了，其适用于浸入型的前述的并有护套绝缘的线绕电阻热元件，其具有适合于和控制装置的弹簧端子接合的冷尾部。X3控制装置的一种改型是X2控制装置，也是由我们制造的，其适用于上述两种平面型热元件。X2控制装置在GB-A-2283156中描述了，其具有弹簧端子，当控制装置和元件并置时，所述弹簧端子适用于和平面元件的端接部分接合。尽管这些结构使用元件保护控制装置的弹簧端子通过控制装置向电热元件提供电源，但是我们不知道任何通过使用与热元件的端接部分相接触的弹簧端子从设备的输入端向设备的热元件直接供电的现有技术的结构。
本发明的上述的和其它特点以及优点在所附的权利要求中提出了，这些通过下面结合附图进行的详细说明将会更深刻地理解。
图1示意地说明实施本发明的热水罐的一个例子；以及图2是图1所示的热水罐的详细的分解的透视图。
首先参看图1，其中示出了一种无绳的电热水罐，其包括罐本体1和基座2，罐本体1包括一热元件3和一第一连接部分4，基座2包括一第二个互补的连接器部分5，其适用于和连接器部分4协同操作，当罐本体被插入基座2上时，用于通过基座2向罐本体的热元件3供电。
在所述的结构中，连接器部分4和5是由Ottter ControlsLimited制造的CS4和CP7连接器系统。这种连接器系统是英国专利申请号9504233.9(序列号为2285716)的主题，并用于两个连接器部分的成功的匹配，而与罐本体1相对于基座2的转动方位无关。
热元件3被示意地表示为平面热元件，并可以采取许多不同的形式。例如，热元件3可以是所谓的厚膜热元件，其包括不锈钢底板或底片，例如在其下侧(由图看)具有玻璃制成的电绝缘层，并具有被形成在绝缘层上的再被另一个绝缘层覆盖的电阻加热层或轨迹。也可以在底板的上表面上提供一保护层。按照本发明，这种热元件具有通过最外的绝缘层暴露的端接焊盘，并且最好具有高的银含量，以便确保好的电连接。图1夸张地示出了端接焊盘6的一个例子。
CS4连接器部分4通常配备有3个适用于和火线、中线以及接地导体引线连接的铲形端子，并被连接到在热元件上提供的端子上，或者被连接到有关的元件保护控制装置上，在检测到元件的过热状态时用于切断元件。不过，按照本发明，CS4连接器部分4的常规的铲形端子被弹簧端子所代替，如图中标号7示意地表示的。如图所示，弹簧端子7由具有高的银含量的接点8端接。
在所示的罐的装配中，CS4连接器部分4被固定在罐的底部模制件9上，然后把底部模制件9装配到罐体模制件10上，使热元件3的周边被密封在被提供在两个部件上的对置法兰11’和11”之间。这些部件被这样设置，使得当其如图所示被装配在一起时，CS4连接器部件4的弹簧端子7的端接部分8和热元件3的端接焊盘6相接合。例如，相互之间的接合结构可以提供在各个部件上，以便保证它们在装配期间正确的相对定位。在热元件3上的端接焊盘6被做得足够大，以便适应在各个元件的大量制造期间产生的任何位置误差。
图2表示图1的结构的罐本体之拆开的透视图，和图1中相同的标号表示相同的部件。如图所示，CP7入口连接器4在本例中具有3个弹簧端子7，并作为被固定在一般被提供在CP7入口连接器之铲形端子20上的添加元件，并且3个弹簧端子7的端部具有银接点8。厚膜热元件3具有位于其下侧上的端接焊盘6，其被弹簧端子7接触，3个焊盘6的中间的一个被直接地形成在厚膜热元件3的不锈钢底板上，其它两个焊盘分别被形成在热元件的电阻加热轨迹的端部。
所示的一对附加的端子焊盘21位于热元件3的下侧，例如用于使一蒸汽传感器控制装置22和热元件相连。众所周知，蒸汽传感器控制装置通常被提供在家用热水设备中，用于当设备中的水沸腾因而产生蒸汽时切断设备的电源，所述蒸汽吹到热响应的启动器上，例如双金属片，使开关断开电路。图2所示的蒸汽传感器22是由OtterCotrols制造的一种J-型蒸汽传感器，如GB-A-2212664所述。图2所示的蒸汽传感器22具有延长的弹簧端子部分23，其被形成用于实现和热元件3上之端接焊盘21的弹簧连接。可以提供其它的端接焊盘，用于在热元件3上安装指示灯、蜂鸣器等，这些装置同样使用弹簧连接。
此外，图2以示意的方式表示在热元件3的下侧提供的机载控制装置24。控制装置24可以是元件保护控制装置，其被设计用于当检测到热元件过热时使热元件被切断。如前所述，控制装置24可以是由Otter Controls制造的X系列控制装置，例如在GB-A-2283156中所述的X2型控制装置。此外，控制装置24可以是直接被形成在热元件作为其中一部分的印刷电路上的电子控制装置，并且/或者可以包括PTC(正温度系数电阻)材料。
由上述容易理解，在热元件上提供适用于和电源连接器的各个弹簧接点接触的端接焊盘的简单措施对设备制造者提供的优点在于，使得不用附加的布线操作便可在设备装配时实现正确的电连接。
虽然本发明参照Otter Controls CS4/CP7 360°无绳连接系统进行了说明，但这仅仅是举例而已。通过弹簧端子为热元件供能的连接器元件可以是任何其它无绳设备入口连接器或者是常规的有绳设备入口连接器，例如按照IEC 320的10安培连接器。本发明可以应用于任何旨在连接电源和电热元件的连接器，并且例如可以应用于用于把固定的电源线(电缆)连接到设备上的端接件上，端接件被设有合适的弹簧端子，用于实现和设备的热元件的电连接。
本发明不仅应用于实现电源和热元件的连接，而且可以应用于提供控制装置以及其它相关的装置和热元件的连接。例如，已经提出使厚膜印刷电路热元件配备使用表面安装元件构成的集成控制电路。对这种集成电路的电源连接可以按照本发明的教导通过使用弹簧连接来实现。在提供有附加的控制功能、检测器与/或指示器的设备中，与那些在热元件本身上设置的情况相分开，可以在适配的连接器元件上提供附加的连接器，并且连接器元件本身可以被设计用于支撑这些附加的控制元件、检测器与/或指示器，或者提供常规的快速连接端子，使得对这些附加的控制元件的连接可以通过标准的布线连接实现。这将避免成本高的并难于作为标准方法的焊接或铆接操作。这种附加的元件的例子如前所述可以是蒸汽检测器(例如OtterControls J1控制装置)、氖灯指示器、声音报警器、热检测器(例如PTC检测器)、控制继电器以及要由在第一元件上的控制系统控制的其它热元件。
权利要求
1.一种用电设备，包括一加热元件，并且其中加热元件具有由一电源入口连接器的弹簧端子接触的端接部分。
2.如权利要求1所述的一种电热水设备。
3.如权利要求2所述的电热水设备，其特征在于，加热元件是一平面热元件。
4.如权利要求3所述的电热水设备，其特征在于，平面热元件是一包括电阻层或在底板上形成的轨迹的厚膜热元件。
5.如权利要求2或3或4所述的电热水设备，其特征在于，其被设计成一种无绳设备。
6.如权利要求5所述的电热水设备，其特征在于，设备的连接器系统是这样的其能够使设备本体被安置在其底座上，而不管设备本体和底座的相对转动方位。
7.如前面任一权利要求所述的用电设备，其特征在于，还包括一在操作上和热元件相关的热元件过热控制装置。
8.如前面任一权利要求所述的用电设备，其特征在于，热元件具有由其它电设备的弹簧端子接触的附加的端接部分。
9.一种适用于前面任一权利要求所述的设备的热元件。
10.一种适用于如前面1-8任一权利要求所述的设备的电源入口连接器。
全文摘要
一种无绳的电热水罐具有厚膜平面元件(3),其配备有端接焊盘(6),适用于当设备被组装时由设备电源入口连接器(4)的弹簧端子(7)接触。在电源入口连接器(4)上提供弹簧端子,从而不需要设备制造者采用单独的分散的操作进行电连接,因而是相当有利的。
文档编号D06F79/02GK1264276SQ98807388
公开日2000年8月23日 申请日期1998年5月19日 优先权日1997年5月19日
发明者R·A·奥内尔, R·H·哈德菲尔德 申请人:奥特控制有限公司