CN1265515A - 压力开关 - Google Patents

Abstract

一种压力开关包括一配备有开关触点和工作轴接触部分的开关杆;和一由流体压力驱动的工作轴,以便关闭或打开所述开关触点,其中所述接触部分具有曲率半径在2.0mm至0.5mm范围内的球形表面。

Description

压力开关

本发明涉及一种主要用于安置在车辆上冷却装置的制冷循环里的压力开关结构，该压力开关的安置用来当制冷循环里的致冷剂压力大于或等于预定压力，或者小于或等于预定压力时，停止压缩机并保护该系统。

一个传统的这种类型的压力开关显示在图2和图3中。

图2是一垂直横剖视图，它显示了压力开关的结构。图3是一放大横剖视图，它显示了由虚线A包围的图2的一部分。在两幅图中，压力开关表示在与实际应用位置倒置的位置上。

附图中，压力开关100包括一带有一内部空间的壳体1，一开关箱体2，一隔膜3，一第一弹性盘(Snap disk)41，一第二弹性盘(Snap disk)42，一接收元件5，一工作轴6，一第一开关杆7和一第二开关杆8。

壳体1包括一配备在壳体一端用于引进流体的通道11，一向壳体另一端开放的内部空间12，一用于固定密封元件29的制动器15，和一密封支承元件16。

密封元件29由一环形弹性体构成，该环形弹性体可由例如丁腈橡胶制成，并且该密封元件由密封支承元件16支承。

开关箱体2由电绝缘材料制成，该材料例如是由玻璃纤维加强的聚丁烯对苯二酸树酯，开关箱体2具有一个形成于其一端的开口部分，该开口部分通过位于开口部分和壳体1的另一端之间的密封元件29机械地压紧固定于壳体1的另一端。

开关箱体2包括一端开放的内部空间21，其中安置一压力开关机构，还包括用于电联接的形成于开关箱体2另一端的开口22。该内部空间21和开口22由一隔开壁分隔开。

用于引导接收元件5的引导壁24形成于内部空间21周围。在引导壁24上，隔开壁侧形成有一限制台阶25，它向内突出用以限制接收元件5朝向隔开壁的运动。

此外，一个用于支承第二弹性盘42的边缘部分、并带有一较小直径的支承台阶26，向内形成在限制台阶25的隔开壁侧。

存储在开关箱体2内部空间21里的压力开关机构包括：一个例如由聚酰亚胺树脂薄膜制成的隔膜3；一由钢材制成的第一弹性盘41；一例如由聚对苯二酸丁二酯(PBT)树酯制成的接收元件5；一由钢制成的第二弹性盘42；一例如由陶瓷制成的工作轴6；一第一开关杆7；一第二开关杆8；和一对终端9。

压力开关机构内隔膜3的周边放置于开关箱体2内部空间21周壁的一端部27上，其通过一密封元件29气密地固定于配备在壳体1上的密封支承元件16上。

接收元件5是盘形的，并且在盘表面的边缘部分上形成有一向上突出的外壁51。一个穿透孔52在接收元件5的中心区域穿过其前后表面，并且一中央伸出部分53在接收元件5的后表面围绕穿透孔52伸出。

接收元件5存储在内部空间里，于是它沿着开关箱体的中轴线方向滑动，并且该接收元件5由开关箱体2的引导壁24导引。

第一弹性盘41的安置使其与隔膜3接触，它由接收元件5的表面支承，并且由外壁51定位。工作轴6存储在接收元件5的穿透孔52里，并且与第一弹性盘41的后表面相接触，而且该工作轴6还伸向第二开关杆8。

在接收元件5的中央伸出部分53外部，装配有一个在凸形第二弹性盘42中部的中央开口43。中央伸出部分53的端部安置在第一开关杆7的中部表面对面。

工作轴6例如由陶瓷制成，并且其端表面的周边区域可倒角，该倒角可以是如图中所示的直线形的，也可以是圆弧形的。

第一开关杆7由可导电的弹性体形成，如磷青铜，并且杆7的一个端部分固定在内部空间21的周壁上。一触点71配备在第一开关杆7的另一端，一开口72形成于上述第一开关杆7的一端和另一端的中间区域，工作轴6穿过开口72。

第二开关杆8由可导电的弹性体构成，如磷青铜，并且杆8的一个端部分固定在内部空间21的周壁上。一触点81配备在第二开关杆8的另一端，一接触部分82形成于上述第二开关杆8的一端和另一端之间的中间区域，工作轴6的端表面接触该接触部分82。

一对终端9分别连接于第一开关杆7和第二开关杆8，该终端穿过隔开壁23，并可以从开口22取出。

第一开关杆7和第二开关杆8构成了开关机构。

如图3所示，配备于第二开关杆8的接触部分82例如由冲压加工制成，并且该接触部分82的表面构成为一个平的表面89。

现在将解释上述已有技术中压力开关的操作。

通过流体通道11施加在隔膜3上的流体压力推动隔膜3向下，并且支承第一弹性盘41的接收元件5被推动向下。当这一压力达到例如0.25MPa时，起初处于伸向隔膜方向的第一位置上的第二弹性盘42(如图中所示)，转换到盘的中央部分移向隔开壁的第二位置上。当弹性盘42移动后，接收元件5由流体压力推动并移向隔开壁，并且中央伸出部分53加压第一开关杆7，由此接通开关。

向隔开壁移动的接收元件5将碰撞到形成在开关箱体2内壁上的限制台阶25，即使在流体压力再升高时，台阶25也限制接收元件向隔开壁进一步的移动。这样，第二弹性盘42将不承受另外的压力，并且盘42可免于任何造成其功能损坏的不必要的变形。

当压力减小并且流体压力低于0.21MPa时，第二弹性盘42从第二位置转换到第一位置(如图中所示)，接收元件5向通道11移动，并且中央伸出部分53将不再压靠第一开关杆7。这样，开关被打开。

在接收元件5碰撞到限制台阶25并且开关被接通的状态下，当流体压力升至2.7MPa后，第一弹性盘41由伸向隔膜方向的第一位置(如图中所示)，变换至其中央部分伸向隔开壁的第二位置。该移动通过工作轴6传递给第二开关杆8，第二开关杆8被推下，这样就打开了开关。

如上述解释，该已有技术的压力开关操作是在预定压力下接通开关，在高于或低于预定压力的两种压力值下打开开关。

如上述解释的已有技术压力开关100具有一带有平表面89的、形成于第二开关杆8上的接触部分82。当形成压力开关的元件精度不良、或压力开关结构的装配精度不良时，工作轴6的端表面可能与接触部分82的表面不平行，例如图4所示，这就造成了轴6的偏置。

图4是一示意图，它显示工作轴与形成于开关杆上的接触部分相接触的典型情况，在图中，实线显示工作轴的位置不平行于接触部分表面的状态(偏置)，双点划线显示工作轴在平行位置上与接触部分表面相接触的状态。如图4中所示，很清楚，最好工作轴6的端面61的一个宽区域，接触形成于第二开关杆8上接触部分82的表面89。

然而，当开关的装配精度或元件的精度不良时，工作轴6的中轴线63很容易倾斜，并且不与接触部分82的表面89垂直相交，如图4的实线所示。在这种情况下，工作轴6将偏置，并且只有工作轴6的端表面61周边上的点62与接触部分82的表面89相接触。

当偏置发生时，只有轴6末端表面61周边上的点62与接触部分82的表面89相接触，并且点62将反复承受集中的压力。在长期使用后，点62的一部分将可能被削剥和损伤。

当这种问题发生时，不仅损坏了开关操作的精度，而且也将接触功能毁坏了。

本发明目的是要解决上述问题。本发明的目标是在不大改变已有技术压力开关的设计的前提下提供一种压力开关，它可以在没有不必要地改进元件的装配精度条件下很容易地装配，并且它具有高度的可靠性。

为了达到上述目的，本发明在权利要求1中揭示了一种压力开关，它包括一配备有开关触点的开关杆，和一由流体压力驱动的、用于打开和关闭所述开关触点的工作轴。所述开关杆包括一使所述工作轴与之相接触的接触部分，其中所述接触部分形成有一球形表面。

本发明在权利要求2中揭示了一种按照权利要求1的压力开关，其中所述球形表面具有在2.0mm至0.5mm范围内的曲率半径。

本发明在权利要求3中揭示了一种按照权利要求1的压力开关，其中所述球形表面具有在2.0mm至1.5mm范围内的曲率半径。

本发明在权利要求4中揭示了一种按照权利要求1的压力开关，其中所述工作轴接触所述球形表面的区域从所述工作轴的端部分向内安置。

图1是放大的横剖视图，它显示本发明压力开关的一个实施例的主要部分结构(即工作轴和开关杆的形状)；

图2是垂直的横剖视图，它说明压力开关的结构；

图3是放大的横剖视图，它部分地显示压力开关中工作轴和开关杆接触部分的结构；

图4是放大的横剖视图，它部分地显示已有技术压力开关中工作轴和开关杆接触部分之间接触的状况。

按照本发明的压力开关优选实施例将参考图1解释如下。图1是一横剖视图，它显示本发明压力开关的主要部分的结构，其中显示了工作轴6和配备在开关杆8上的接触部分82的放大视图，未显示在附图中的本发明压力开关的其它结构与图2中的相同。

如图1所示，本发明压力开关100的特征在于，与工作轴6接触的形成于第二开关杆8上的接触部分82具有与已有技术压力开关中的接触部分不同的形状。

如图1所示，与工作轴6相接触的接触部分82具有一球形表面。通过使接触部分82的表面构成一球面形状，即使当工作轴6的中轴线63由于低劣的装配精度或相似情况产生倾斜时，工作轴6的端表面61将在接触点64处与接触部分82的球形表面83相接触。

换言之，上述接触点64位于直线85与球形表面83的交点上，该直线85引自球形表面的中心点84，平行于倾斜的工作轴6的中轴线63。由于接触点64是从工作轴6端表面61的周边62向内经过距离D形成的，所以在周边62区域附近无应力集中。因此，即使当装配精度相对低劣时，工作轴6的周边62将不会削剥。

现在，由本发明人进行的有关工作轴6相对于接触部分82球形表面83曲率半径的削剥(破损)的研究结果解释如下。

参考图1，发明人的实验是，研究在工作轴6的中轴线63、与接触部分82的中轴线之间的间隔为0.1mm的情况下，关于接触部分82的球形表面83的曲率半径、与接触点64和工作轴6的周边62间的距离D之间的关系，在工作轴6的端表面61周边62的周围产生削剥的状况。

结果是，当曲率半径等于或小于2.0mm，工作轴6端表面61的周边62没有削剥。另一方面，当曲率半径小于0.5mm时，通过实验发现，由冲压成形接触部分82的加工精度降低，而且由于接触部分82的区域减小，接触部分通过与轴反复接触而很容易被磨蚀。

即当工作轴6和接触部分82间的接触点从工作轴6的周边62内移时，换言之，当接触点接近轴6的中轴线63时，压力集中到周边62处的可能性减小了，并且发生了工作轴6的削剥可能性也减小了。然而，由于接触部分82的顶峰区域减小，工作轴6与接触部分82间的接触区域也减小了，这就导致了接触部分82的磨蚀。

基于上述研究发明人发现，配备在开关杆8上接触部分82的球形表面的曲率半径优选地应当在2.0mm至0.5mm范围内，并且从避免磨蚀和增进可操作性的观点来看，该曲率半径应当在2.0mm至1.5mm范围内。

如上说明，按照本发明，工作轴6端表面的周边62，即使在工作轴由于在装配压力开关时精度降低而倾斜的情况下，也不会产生削剥。因此，本发明提供了一种很容易装配和高度可靠的压力开关。

在以上解释说明中，使用的是一个双动作(two-action)压力开关。然而，本发明不局限于该实施例，它还可应用于其它压力开关，如三动作(three-action)压力开关。

如上说明，由于工作轴不会在使用中产生削剥，所以本发明提供了一种很容易装配且高度可靠性的压力开关。

并且，本发明提供了一种能够精确转换操作，而且与已有技术中压力开关的设计改变不大的压力开关。

Claims (4)

1.一种压力开关包括：

一配备开关触点的开关杆；和

一由流体压力驱动的工作轴，以便打开和关闭所述开关触点，所述开关杆包括使所述工作轴与之相接触的接触部分；

其中所述接触部分形成有一球形表面。

2.按照权利要求1的压力开关，其中所述球形表面具有在2.0mm至0.5mm范围内的曲率半径。

3.按照权利要求1的压力开关，其中所述球形表面具有在2.0mm至1.5mm范围内的曲率半径。

4.按照权利要求1的压力开关，其中所述工作轴接触所述球形表面的区域从工作轴的端部分向内安置。

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