高温开关装置的制作方法

文档序号:26054358发布日期:2021-07-27 15:31阅读:86来源:国知局
高温开关装置的制作方法

相关申请的交叉引用

本专利源于2020年1月24日提交的第67/965,629号美国临时专利申请的延续。第67/965,629号美国临时专利申请通过引用其整体并入本文。本文要求第67/965,629号美国临时专利申请的优先权。

本公开总体涉及开关,并且更具体地说,涉及高温开关装置。



背景技术:

开关通常包括执行器(诸如按钮或杠杆)。通常,执行器的一部分是导电的。当执行器从第一位置移动到第二位置时,执行器的导电部分通常接合(即,闭合)或脱离(即,断开)一组或多组电接触件。在一些开关中,弹簧将执行器移动回第一位置以重置开关。



技术实现要素:

示例装置包括:陶瓷接触基底,具有在陶瓷接触基底中的开口,该开口被配置为可移除地接收接触件;第一陶瓷柱塞壳体部分和第二陶瓷柱塞壳体部分,第一陶瓷柱塞壳体部分包括第一突起,第二陶瓷柱塞壳体部分包括第一凹部,第一凹部用于接收第一突起;以及第一陶瓷接触壳体部分和第二陶瓷接触壳体部分,第一陶瓷接触壳体部分包括第二突起和第一空腔,第二陶瓷接触壳体部分包括第二凹部和第二空腔,第一陶瓷柱塞壳体部分、第二陶瓷柱塞壳体部分和陶瓷接触基底被配置为当第二凹部接收第二突起时被耦合在第一空腔与第二空腔之间。

示例装置包括:接触组件,接触组件包括第一接触件、第二接触件以及第三接触件;第一可变形金属套管,包括近端和远端,近端被压接到第一接触件,远端被压接到第一导体;第二可变形金属套管,包括近端和远端,近端被压接到第二接触件,远端被压接到第二导体;第三可变形金属套管,包括近端和远端,近端被压接到第三接触件,远端被压接到第三导体;以及开关执行器,用于当物体处于磁触发接近开关的阈值感测区域内时,平移第三接触件。

附图说明

图1示出了第一已知类型的开关。

图2示出了第二已知类型的开关。

图3示出了图2的主磁体组件在图2的第一壳体部分中装配时的横截面视图。

图4示出了根据本公开的所教学的示例开关的分解视图。

图5是图4的示例接触基底的等距视图。

图6是根据本公开的所教学的备选示例开关的分解视图。

图7是图6的示例执行器组件以及示例第一、第二以及第三可变形套管的放大视图。

附图不是按比例的。相反,这些层或区域的厚度可以在附图中被放大。通常,在附图和附带的书面说明中相同的参考标记用于指示相同或相似的部件。如本专利中所使用的,说明任何部件(例如,层、膜、区、区域或片)以任何方式(例如,定位于、位于、布置在或形成等)在另一部件上,是指参考的部件与另一部件接触,或者参考的部件通过一个或多个位于参考的部件与另一部件之间的中间部件在另一部件上。连接引用(例如,附接、耦合、连接和结合)应该被广泛地解释并且可以包括元件的集合之间的中间部件以及元件之间的相对移动,除非另有说明。同样地,连接引用不一定是指两个元件直接连接或彼此的固定关系。说明任何部件与另一部件“接触”意味着两个部件之间没有中间部件。尽管附图示出了具有清楚的线和边界的层和区域,但是这些线和/或边界中的一些或全部可能是理想化的。事实上,边界和/或线可能是不可见的、混合的和/或不规则的。

当标识可以单独指示的多个元件或部件时,在本文中使用描述符“第一”、“第二”、“第三”等。除非另有规定或者基于其使用的上下文来理解,否则这种描述符不旨在赋予任何优先级、物理顺序或列表中的布置的含义,或者按时间排序,而是仅用作单独指示多个元件或部件的标签,以便用于易于理解所公开的示例。在一些示例中,描述符“第一”可以用于指示详细描述中的元件,而相同的元件在权利要求中可以以不同的描述符(诸如“第二”或“第三”)来指示。在这种实例中,应该理解的是,这种描述符仅用于易于引用多个元件或部件。

具体实施方式

接近开关可以用于检测不直接耦合到接近开关的、附近的物体的存在。例如,接近开关可以标识机械、机械设备位置等中的振动测量值。在操作中,接近开关可以使用响应于从接近开关发射并返回到接近开关的电磁场中的变化、电磁辐射束(例如,红外等)等的多个接触件来断开或闭合电路,。同样地,与机械开关相比,接近开关能够实现可靠且持久的功能寿命,这至少是因为接近开关与感测物体之间缺少物理接触。

接近开关通常被设计和制造为在低热量环境下操作。如本文所使用的,低热量环境是包括温度上至350华氏度的环境。例如,磁触发接近开关通常使用单环氧树脂超模压壳体来设计,以耦合和/或以其他方式容纳开关中的部件。在一些实例中,在低热量环境中操作的接近开关使用密封有环氧树脂的印刷电路板(pcb)上的焊料进行电耦合(例如,开关中的导电接触件被耦合到一个或多个电导体)。这种示例接近开关在高热量环境中发生故障(例如,开关损坏、开关退化、部件故障等)的可能性增加。如本文所使用的,高热量环境是包括温度大于350华氏度的环境。同样地,如本文所使用的,能够耐受高热量环境中的温度的设备、材料和/或物质是指适用于被包括在高热量环境中的温度下有效和适当地操作的设备、材料和/或物质。

本文公开的示例包括在高热量环境中操作开关(例如,接近开关)的方法和装置。本文公开的示例包括使用在高热量环境中能够耐受温度的材料(例如,不锈钢等)进行机械地耦合(例如,将开关中的导电接触件压接到一个或多个电导体)。同样地,本文所公开的示例使得能够在高热量环境中具有导电性和有效的开关操作。在本文公开的一些示例中,接近开关可以使用被压接的微型不锈钢管进行机械地耦合。

为了使接近开关能够在高热量环境中有效地操作,本文公开的示例利用至少一个两部分(例如,两个部分)的壳体来耦合接近开关中的至少一个接触件。例如,开关壳体被分为第一壳体部分和第二壳体部分,其中至少一个接触件被耦合在第一壳体部分与第二壳体部分之间。在这种示例中,接近开关可以被设计为使用能够耐受高热量环境中的温度的材料(诸如陶瓷、玻璃、无机材料和/或能够耐受高热量环境中的温度的任何适当的电绝缘材料)。

本文公开的示例通过利用被设计为能够插入和/或移除接触件的接触基底,进一步使得接近开关能够在高热量环境中有效地操作。同样地,接触基底由能够耐受高热量环境中的温度的材料组成,例如陶瓷、玻璃和/或能够耐受高热量环境中的温度的任何适当的绝缘材料。

图1示出了第一已知类型的开关100。开关100如分解视图中所示。开关100包括主磁体组件102、接触壳体104、柱塞组件106以及接触基底108。偏置磁体被耦合在接触壳体104内部。接触基底108包括柔性导体110、第一接触叶112以及第二接触叶114。第一接触叶112包括第一接触焊盘116。第二接触叶114包括第二接触焊盘118。接触基底108是单个塑料超模压组件,被配置为容纳柱塞组件106、接触基底108以及柱塞凸耳120。柱塞组件106由单个塑料超模压组件122封装。当装配时,柔性导体110被焊接到柱塞凸耳120。此外,柔性导体110、第一接触叶112以及第二接触叶114相对于接触基底108是固定的。

在操作中,接近开关100(即,在感测场内)的目标(例如,外部磁体、铁质物体等)的存在引起柱塞组件106的移动。当装配时,柱塞组件106被耦合到主磁体组件102,并且因此引起柱塞组件106和主磁体组件102通过排斥力或吸引力相对于接触壳体104(例如,在接触壳体104内)平移,从而使第一接触焊盘116和第二接触焊盘118与柱塞接触焊盘124彼此电耦合和/或解耦。

与图1中所示的已知开关100相比,本文公开的示例采用方法和装置来确保在高热量环境中的有效的开关操作。在本文公开的一些示例中,柔性导体和接触叶被插入到使用能够耐受高热量环境中的温度的材料(诸如陶瓷、玻璃、无机材料或者能够耐受高热量环境中的温度的任何适当的电绝缘材料)生产的接触组件中。在本文公开的一些示例中,接触壳体被分为两个接触壳体部分。同样地,在本文公开的一些示例中,柱塞壳体被分为两个柱塞壳体部分。以这种方式,接触壳体和柱塞壳体部分可以使用能够耐受高热量环境中的温度的材料(诸如陶瓷、玻璃、无机材料等)来生产并且被配置为机械地耦合在一起。

图2示出了第二已知类型的开关200。第二开关200在分解图中示出。第二开关200用作磁触发接近开关和/或传感器。第二开关200包括具有螺纹204、206的螺纹部分202、接触组件208、主磁体组件210、第一壳体部分212、第二壳体部分214、pcb216以及一组导体218。在图2中,当装配时,开关200用硅酮灌封的物质灌封。接触组件208包括第一接触叶220、第二接触叶222以及第三接触叶224。pcb216包括第一焊盘226、第二焊盘228以及第三焊盘230。

当装配时,接触叶220、222、224被电耦合(例如,焊接)到相应的焊盘226、228、230。此外,第一接触叶220被电耦合到导体组218的第一导体232,第二接触叶222被电耦合到导体组218的第二导体234,第三接触叶224被电耦合到导体组218的第三导体236。当装配时,第一接触叶220和第二接触叶222分别在第一壳体部分212和第二壳体部分214中保持固定。

主磁体组件210包括开关执行器238、第一磁体240以及第二磁体242。当装配时,开关执行器238的叉244被机械地耦合到第一磁体240,并且当装配时叉244接合第三接触叶224。

在操作中,接近(即,在感测场内)的目标(例如,外部磁体、铁质物体等)的存在引起第一磁体240的移动,从而引起开关执行器238以及叉244平移并且与接触叶220、222、224电耦合和/或解耦。特别地,开关执行器238由至少由主磁体组件210引起的排斥力或吸引力引起平移,从而使接触叶220、222、224彼此电耦合或解耦。

在图2中,第一壳体部分212和第二壳体部分214是塑料超模压部件。类似地,第一导体232、第二导体234以及第三导体236使用弹性护套单独地绝缘。第一磁体240和第二磁体242能够在低热量环境(例如,稀土磁体)中操作。

与图2的开关200相比,本文公开的示例包括将示例第一接触件、第二接触件以及第三接触件压接到示例第一导体、第二导体以及第三导体。以这种方式,不需要pcb,并且同样地,能够耐受高热量环境中的温度的灌封材料(例如,陶瓷环氧树脂)可以用于灌封示例开关。这种示例在图2的开关200中是不可行的,因为pcb或焊接点不能在高热量环境中有效地操作。

图3示出了图2的主磁体组件210在图2的第一壳体部分212中装配时的横截面视图。图3的图示包括第一接触叶220、第二接触叶222、第三接触叶224、第一磁体240、第二磁体242以及叉244。

图4示出了根据本公开的教学的示例开关400的分解视图。开关400包括示例主磁体组件402、示例偏置磁体组件404、示例柱塞组件406、示例第一接触壳体部分408、示例第二接触壳体部分410、示例第一柱塞壳体部分412、示例第二柱塞壳体部分414、示例凸耳416,示例第一接触叶418、示例第二接触叶420、示例柔性导体422以及示例接触基底424。在本文公开的示例中,接触叶可以被称为接触件。与图1的已知开关100类似,所示的示例的开关400是基于接近的,使得电气开关基于检测的目标的存在(诸如外部磁体或铁质物体(例如,具有足够质量的铁质材料的物体))来操作。

在图4所示的示例中,主磁体组件402包括示例主磁体426,该示例主磁体426使用能够耐受高热量环境中的温度的稀土金属生产。在本文公开的一些示例中,主磁体426可以是能够耐受高热量环境中的温度的钐钴磁体。备选地,在其他示例中,主磁体426可以是能够耐受在高热量环境中的温度的任何适当的磁性物体(例如,铁质物体)(例如,能够耐受在高热量环境中的温度的钕磁体等)。主磁体426(更一般地说,主磁体组件402)被机械地耦合(例如,拧紧、焊接等)到柱塞组件406的示例轴428。偏置磁体组件404包括示例偏置磁体430,该示例偏置磁体430使用能够耐受高热量环境中的温度的稀土金属来生产。在一些示例中,偏置磁体430可以是能够耐受高热量环境中的温度的钐钴磁体。备选地,在其他示例中,偏置磁体430可以能够耐受高热量环境中的温度的任何适当的磁性物体(例如,铁质物体)(例如,能够耐受高热量环境中的温度的钕磁体等)。偏置磁体组件404还包括示例圆柱形接口432(例如,衬套),该圆柱形接口432在装配时被耦合到偏置磁体组件404和主磁体组件402。偏置磁体组件404包括示例孔434,该示例孔434延伸至其中以接收柱塞组件406的轴428。以这种方式,轴428在装配时穿过偏置磁体组件404的孔434,以被机械地耦合到主磁体426。

在图4中所示的示例中,凸耳416经由示例螺纹轴436被机械地耦合到柱塞组件406。当装配时,柔性导体422焊接到凸耳416上。在本文公开的示例中,可以使用任何适当的焊接方法(诸如,电阻焊接)将柔性导体422焊接到凸耳416。当装配时,凸耳416被配置为在第一接触叶418的示例第一接触焊盘438与第二接触叶420的示例第二接触焊盘440之间平行地定位。以这种方式,凸耳416的示例第一接触焊盘442可以被电耦合到第一接触叶418的第一接触焊盘438,或者示例第二接触焊盘444可以被电耦合到第二接触叶420的第二接触焊盘440。

在图4中,第一接触叶418的第一接触焊盘438、第二接触叶420的第二接触焊盘440、凸耳416的第一接触焊盘442和/或凸耳416的第二接触焊盘444是使用能够耐受高热量环境中的温度的任何导电材料生产的。例如,第一接触叶418的第一接触焊盘438、第二接触叶420的第二接触焊盘440、凸耳416的第一接触焊盘442和/或凸耳416的第二接触焊盘444可以是铂、银氧化锡、镀金的银氧化镉等。在其他示例中,第一接触叶418的第一接触焊盘438、第二接触叶420的第二接触焊盘440、凸耳416的第一接触焊盘442和/或凸耳416的第二接触焊盘444可以使用任何适当的导电材料生产。

在图4中所示的示例中,第一接触壳体部分408和第二接触壳体部分410是陶瓷壳体部分。在其他示例中,第一接触壳体部分408和/或第二接触壳体部分410可以使用能够耐受高热量环境中的温度的适当的材料(诸如,陶瓷环氧树脂、无机材料等)进行模制。备选地,在其他示例中,第一接触壳体部分408和/或第二接触壳体部分410可以是能够耐受高热量环境中的温度的任何适当的电绝缘材料(诸如,能够耐受高热量环境中的温度的塑料(例如,聚酰亚胺、聚苯并咪唑等)等)。当装配时,第一接触壳体部分408和/或第二接触壳体部分410形成单个接触壳体(例如,单个陶瓷接触壳体),以包封偏置磁体组件404、柱塞组件406、第一柱塞壳体部分412、第二柱塞壳体部分414、凸耳416、第一接触叶418、第二接触叶420以及柔性导体422。

在图4中所示的示例中,第一柱塞壳体部分412和第二柱塞壳体部分414是陶瓷柱塞壳体部分。在其他示例中,第一柱塞壳体部分412和/或第二柱塞壳体部分414可以使用能够耐受高热量环境中的温度的适当的材料(诸如,陶瓷环氧树脂)进行模制。备选地,在其他示例中,第一柱塞壳体部分412和/或第二柱塞壳体部分414可以是能够耐受高热量环境中的温度的任何适当的电绝缘材料(诸如,能够耐受高热量环境中的温度的塑料(例如,聚酰亚胺、聚苯并咪唑等)等)。当装配时,第一柱塞壳体部分412和/或第二柱塞壳体部分414形成单个柱塞壳体(例如,单个陶瓷柱塞壳体),以包封柱塞组件406、轴428的一部分以及被机械地耦合到柱塞组件406的螺纹轴436。

在图4中所示的示例中,接触基底424是陶瓷接触基底。在其它实例中,接触基底424可以使用能够耐受高热量环境中的温度的适当的材料(例如,陶瓷环氧树脂、无机材料等)进行模制。备选地,在其它示例中,接触基底424可以是能够耐受高热量环境中的温度的任何适当的电绝缘材料(诸如,能够耐受高热量环境中的温度的塑料(例如,聚酰亚胺、聚苯并咪唑等)等)。接触基底424包括示例开口458、460、462,示例开口458、460、462被配置为分别接收第一接触叶418、第二接触叶420以及柔性导体422。例如,第一接触叶418、第二接触叶420和/或柔性导体422可移除地被耦合(例如,插入)到接触基底424的开口458、460、462。例如,开口458、460、462被配置为分别可移除地接收第一接触叶418、第二接触叶420以及柔性导体422。此外,不像如图1中所示的单一的超模压组件,第一接触叶418、第二接触叶420和/或柔性导体422可以从接触基底424上移除。例如,因为接触基底424是陶瓷接触基底,因此第一接触叶418、第二接触叶420和/或柔性导体422可以被插入和/或移除。以这种方式,接触基底424可以使用除了超模压以外的方法来生产,以使得第一接触叶418、第二接触叶420和/或柔性导体422能够插入和/或移除。下面结合图5描述包括开口458、460、462的示例接触基底424的详细图示。

第一接触叶418、第二接触叶420以及柔性导体422是使用能够耐受高热量环境中的温度的导电材料生产的。例如,第一接触叶418、第二接触叶420和/或柔性导体422可以使用铍铜来生产。当在主体管和/或壳体中装配时,第一接触叶418、第二接触叶420以及柔性导体422被用氮气净化以移除和/或以其他方式置换氧气。用氮气净化组件可以移除氧气,以便能够在高热量环境中(例如,温度大于或等于350华氏度)以最小的氧化的风险有效操作。

在图4中所示的示例中,第一接触壳体部分408包括示例突起446、448和示例凹部450、452。尽管未示出,但是示例第二壳体部分410包括被配置为在装配时接收突起446、448的对应的示例凹部。此外,尽管未示出,但是示例第二壳体部分410包括被配置为在装配时由凹部450、452接收的对应的示例突起。尽管图4示出了作为圆柱形突起(例如,引脚)的示例突起446、448,但是可以利用任何适当的形状来实现突起446、448。同样地,尽管图4示出了作为圆柱形凹部的示例凹部450、452,但是可以利用任何适当的形状来实现凹部450、452。例如,突起446、448的横截面可以是任何适当的形状(诸如,矩形横截面、三角形横截面等),该形状被配置为适合相应的凹部450、452和/或以其他方式与相应的凹部450、452互锁。在另一示例中,凹部450、452的横截面可以是任何适当的形状(诸如,矩形横截面、三角形横截面等),该形状被配置为接收相应的突起446、448和/或以其他方式与相应的突起446、448互锁。

在其他示例中,第一接触壳体部分408可以包括以任何适当的对应的方式(例如,所有突起在一侧、突起和凹部都在一侧等)定位的任何适当数目的突起和/或凹部。同样地,在其他示例中,第二接触壳体部分410可以包括以任何适当的对应的方式(例如,所有突起在一侧、突起和凹部都在一侧等)定位的任何适当数目的突起和/或凹部。

在其它示例中,示例开关400可以用能够耐受高热量环境中的温度的灌封材料(例如,陶瓷环氧树脂)来灌封。以这种方式,当装配和灌封时,示例开关400可以是气密密封的(例如,气密的)、真空密封的、水密封的等。

类似地,示例第一柱塞壳体部分412包括示例突起454和示例凹部456。尽管未示出,但是示例第二柱塞壳体部分414包括被配置为接收突起454的对应的示例凹部。另外,尽管未示出,但是示例第二柱塞壳体部分414包括对应的示例突起,该对应的示例突起被配置为在装配时由凹部456接收。尽管图4示出了作为圆柱形突起(例如,引脚)的示例突起454,但是可以利用任何适当的形状来实现突起454。同样地,尽管图4示出了作为圆柱形凹部的示例凹部456,但是可以利用任何适当的形状来实现凹部456。例如,突起454的横截面可以是任何适当的形状(诸如,矩形横截面、三角形横截面等),该形状被配置为适合相应的凹部456和/或以其他方式与相应的凹部456互锁。在另一示例中,凹部456的横截面可以是任何适当的形状(诸如,矩形横截面、三角形横截面等),该形状被配置为接收相应的突起454和/或以其他方式与相应的突起454互锁。

在其他示例中,可以利用任何适当数目的突起和/或凹部来耦合第一柱塞壳体部分412和第二柱塞壳体部分414。

尽管在图4的示例中示出了三组接触叶,但是可以实现任何适当数目的接触叶(例如,4、5、10、20、50、100等)。在一些备选示例中,轴428由弹簧(例如,线性弹簧)偏置。尽管图4的示例示出了单极双掷开关,但是在一些示例中,可以实现双极双掷开关。此外,在其它示例中,图4的开关400可以是快速断开耦合开关。例如,当装配时,第一接触壳体部分408可以经由任何适当的快速断开方法或装置被耦合到第二接触壳体部分410。同样地,当装配时,第一柱塞壳体部分412可以经由任何适当的快速断开方法或装置被耦合到第二柱塞壳体部分414。在另一示例中,接触基底424可以使用任何适当的快速断开方法或装置来实现,以使得能够快速断开外部系统、设备和/或装置。备选地,本文公开的任何材料和/或方法可以用于绝缘开关400以增加瞬态温度电阻。

图5是图4的示例接触基底424的等距视图。在图5中,开口458、460、462被示为延伸穿过接触基底424的通道。开口458、460、462是键控开口,以防止第一接触叶418、第二接触叶420以及柔性导体422的旋转运动。尽管图5将开口458、460、462示为具有矩形横截面支腿的圆柱形,但是可以利用任何适当的形状的开口来接收相应的接触件。例如,开口458、460、462可以以任何适当的方式(例如,具有单个矩形横截面支腿的圆柱形等)键控。在一些示例中,开口458、460、462的横截面可以在接收端处较宽,而在相对端处较窄。以这种方式,开口458、460、462的宽度的改变可以对第一接触叶418、第二接触叶420以及柔性导体422施加物理压力,以摩擦地接合和保持(例如,经由过盈配合)第一接触叶418、第二接触叶420以及柔性导体422。在本示例中,第一接触叶418、第二接触叶420以及柔性导体422完全延伸穿过接触基底424。

备选地,在其他示例中,开口458、460、462可以不完全延伸穿过接触基底424。例如,开口458、460、462可以向接触基底424延伸固定距离。以这种方式,导电材料(诸如,能够耐受高热量环境中的温度的铜)可以插入相对侧以提供穿过整个接触基底424的导电路径。

图6是根据本公开的教学的备选示例开关600的分解视图。开关600包括示例轴602、示例第一接触壳体部分604、示例第二接触壳体部分606、示例接触组件608、示例磁体组件610、示例第一可变形金属套管612、示例第二可变形金属套管614、示例第三可变形套管616以及一组示例导体618。当装配时,第一接触壳体部分604、第二接触壳体部分606、接触组件608以及磁体组件610可以被统称为示例执行器组件619。

在图6中所示的示例中,轴602包括示例第一螺纹部分620、示例非螺纹部分622以及示例第二螺纹部分624。轴602是中空轴,被配置为在装配时接收第一接触壳体部分604、第二接触壳体部分606、接触组件608、磁体组件610、第一可变形套管612、第二可变形套管614、第三可变形套管616以及导体组618的一部分。轴602使用能够耐受高热量环境中的温度的材料(诸如,高熔点金属(例如,钨、钼、钽、铌、不锈钢等)、能够耐受高热量环境中的温度的塑料(例如,聚酰亚胺、聚苯基咪唑等)等)来生产。

在图6中所示的示例中,第一接触壳体部分604和第二接触壳体部分606是陶瓷壳体。在其他示例中,第一接触壳体部分604和/或第二接触壳体部分606可以使用能够耐受高热量环境中的温度的适当的材料(诸如,陶瓷环氧树脂、无机材料)进行模制。备选地,在其他示例中,第一接触壳体部分604和/或第二接触壳体部分606可以是能够耐受高热量环境中的温度的任何适当的电绝缘材料(诸如,额定承受高热量环境中的温度的塑料(例如,聚酰亚胺、聚苯并咪唑等)等)。当装配时,第一接触壳体部分604和/或第二接触壳体部分606包封接触组件608和磁体组件610。

在其它示例中,示例开关600可以用能够耐受高热量环境中的温度的灌封材料(例如,陶瓷环氧树脂)来灌封。以这种方式,当装配和灌封时,示例开关600可以是气密密封的(例如,气密的)、真空密封的、水密封的等。

在图6中所示的示例中,第一接触壳体部分604包括示例凹部626、628、630、632和示例空腔678。第二接触壳体部分606包括示例突起634、636和示例空腔680。以这种方式,当装配时,第一接触壳体部分604和/或第二接触壳体部分606将接触组件608和磁体组件610包封在空腔678、680之间。在图6中所示的示例中,第一接触壳体部分604和第二接触壳体部分606没有作为单个接触壳体被超模压。同样地,接触壳体部分604和/或第二接触壳体部分606可以使用能够耐受高热量环境中的温度的材料(诸如,陶瓷、陶瓷环氧树脂、能够耐受高热量环境中的温度的塑料(例如聚酰亚胺、聚苯基咪唑等)等)来生产。以这种方式,当作为单个接触壳体部分装配时,第一接触壳体部分604的凹部626、628、630、632被配置为接收第二接触壳体部分606的示例突起634、636以及两个未示出的突起。

尽管图6示出了作为圆柱形凹部的示例凹部626、628、630、632,但是任何适当的形状都可以用于实现凹部626、628、630、632。同样地,尽管图6示出了作为圆柱形突起(例如,引脚)的示例突起634、636,但是任何适当的形状都可以用于实现突起634、636。例如,凹部626、628、630、632的横截面可以是任何适当的形状(诸如,矩形横截面、三角形横截面等),被配置为适合相应的突起634、636和/或以其他方式与相应的突起634、636互锁。在另一示例中,突起634、636的横截面可以是任何适当的形状(诸如,矩形横截面、三角形横截面等),被配置为接收相应的凹部626、628、630、632和/或以其他方式与相应的凹部626、628、630、632互锁。

尽管图6示出了被配置为分别插入示例凹部626、628中的示例突起634、636,但是附加的对应的突起被配置为插入凹部630、632中。在其他示例中,可以使用任意数目的对应的凹部和/或突起。例如,第一接触壳体部分604可以包括两个凹部,该凹部被配置为在第二接触壳体部分606上接收两个对应的突起。

在图6中所示的示例中,接触组件608包括示例第一接触叶638、示例第二接触叶640和示例第三接触叶642。第一接触叶638、第二接触叶640以及第三接触叶642使用能够耐受高热量环境中的温度的导电材料来生产。例如,第一接触叶638、第二接触叶640以及第三接触叶642可以使用铍铜来生产。备选地,在其他示例中,第一接触叶638、第二接触叶640以及第三接触叶642可以使用任何适当的导电材料来生产。

当在主体管和/或壳体中装配时,第一接触叶638、第二接触叶640以及第三接触叶642被用氮气净化以移除氧气。此外,当装配时,用氮气净化开关600以移除氧气,以便能够在高热量环境中(例如,温度大于或等于350华氏度)以最小的氧化的风险有效操作。

当装配时,第一接触叶638经由第一可变形套管612电气地和/或以其他方式机械地被耦合(例如,压接)到示例第一导体644。例如,当装配时,第一可变形套管612接收第一导体644的示例端部和第一接触叶638。当压力被施加到第一可变形套管612时,第一可变形套管612变形并且电气地和/或以其他方式机械地耦合第一导体644和第一接触叶638。更具体地说,第一可变形套管612的示例近端666接收第一接触叶638。同样地,第一可变形套管612的示例远端668接收第一导体644。

类似地,第二接触叶640经由第二可变形套管614电气地和/或以其他方式机械地耦合(例如,压接)到示例第二导体646。例如,当装配时,第二可变形套管614接收第二导体646的示例端部和第二接触叶640,并且当施加压力时,第二可变形套管614变形并且电气地和/或以其他方式机械地耦合第二导体646和第二接触叶640。更具体地说,第二可变形套管614的示例近端670接收第二接触叶640。同样地,第二可变形套管614的示例远端672接收第二导体646。

在图6中所示的示例中,第三接触叶642经由第三可变形套管616电气地和/或以其他方式机械地耦合(例如,压接)到示例第三导体648。例如,当装配时,第三可变形套管616接收第三导体648的示例端部和第三接触叶642,并且当施加压力时,第三可变形套管616变形并且电气地和/或以其他方式机械地耦合第三导体648和第三接触叶642。更具体地说,第三可变形套管616的示例近端674接收第三接触叶642。同样地,第三可变形套管616的示例远端676接收第三导体648。

此外,当装配时,第一接触叶638、第二接触叶640以及第三接触叶642被配置为分别延伸到第一接触壳体部分604和第二接触壳体部606的示例面641外部的第一距离、第二距离以及第三距离。图7中示出了第一接触壳体部分604和第二接触壳体部分606的面641的更详细的图示。在图6中所示的示例中,第一接触叶638、第二接触叶640以及第三接触叶642在第一接触壳体部分604和第二接触壳体部分606的表面641外部延伸相同的距离。在其它示例中,第一接触叶638、第二接触叶640以及第三接触叶642可以在第一接触壳体部分604和第二接触壳体部分606的面641的外部延伸第一距离、第二距离以及第三距离。在这种其他示例中,第一距离、第二距离以及第三距离可以是三个不同的距离、两个相等的距离和一个不同的距离等。

在图6中所示的示例中,磁体组件610包括示例开关执行器650、示例第一磁体652以及示例第二磁体654。开关执行器650包括示例叉651。在本文公开的示例中,叉651被示为u形叉。当装配时,开关执行器650被机械地耦合到第一磁体652。此外,叉651在装配时接收和/或以其他方式接合第三接触叶642。因此,第三接触叶642可操作地被耦合到第一磁体652。在操作中,接近(即,在所需范围内)开关600的示例感测场664的目标(例如,外部磁体、铁质物体等)的存在引起第一磁体652的移动,从而引起开关执行器650平移并引起第三接触叶642邻接第一接触叶638或第二接触叶640。特别地,开关执行器650由至少由磁体组件610引起的排斥力或吸引力引起平移,从而引起第三接触叶642的平移以使接触叶638、640、642彼此电耦合或解耦。

在图6中所示的示例中,示例第一磁体652和/或示例第二磁体654是能够耐受高热量环境中的温度的稀土金属制造的。在本文公开的一些示例中,第一磁体652和/或第二磁体654可以是能够耐受高热量环境中的温度的钐钴磁体。备选地,在其他示例中,第一磁体652和/或第二磁体654可以是能够耐受高热量环境中的温度的任何适当的磁性物体(例如,铁质物体)(例如,能够耐受高热量环境中的温度的钕磁体等)。以这种方式,当装配时,开关执行器650被耦合到能够耐受高热量环境中的温度的磁体(例如,第一磁体652)。

在图6中所示的示例中,第一可变形套管612、第二可变形套管614和/或第三可变形套管616是可变形金属套管。在本文公开的示例中,使用不锈钢管制造第一可变形套管612、第二可变形套管614和/或第三可变形套管616。例如,第一可变形套管612、第二可变形套管614和/或第三可变形套管616中的任何一个可以是微型不锈钢管,被配置为接收对应的接触叶638、640、642和/或对应的导体644、646、648。在其他示例中,第一可变形套管612、第二可变形套管614和/或第三可变形套管616可以使用能够耐受高热量环境中的温度的任何适当的材料(诸如,高熔点金属(例如,钨、钼、钽、铌、不锈钢等)、能够耐受高热量环境中的温度的塑料(如聚酰亚胺、聚苯基咪唑等)等)来生产。

在图6中所示的示例中,第一导体644、第二导体646和/或第三导体648使用玻璃增强电缆来生产。以这种方式,第一导体644、第二导体646和第三导体648的示例绝缘体656、658、660可以分别使用玻璃制造。在其他示例中,第一导体644、第二导体646和/或第三导体648可以使用用于信号传输的备选材料(诸如,光缆)来实现。

图6中所示的示例还包括示例护套662以包围绝缘体656、658、660。在本文公开的示例中,护套662是能够耐受高热量环境中的温度的绝缘体(诸如,玻璃)。在其它示例中,护套662可以使用能够耐受高热量环境中的温度的任何适当的护套662(诸如,铝土、氧化铝、玻璃纤维、陶瓷等)来生产。

在图6中所示的示例中,当装配时,第一可变形套管612、第二可变形套管614以及第三可变形套管616,使得第一接触叶638、第二接触叶640以及第三接触叶642能够分别压接到第一导体644、第二导体646以及第三导体648。以这种方式,不需要pcb的结构特征,并且同样地,能够耐受高热量环境中的温度的灌封材料(例如,陶瓷环氧树脂)可以用于灌封示例开关。以这种方式,能够耐受高热量环境中的温度的灌封材料使导体移动最小化。

尽管图6的示例示出了单极双掷开关,但是在一些示例中,可以实现双极双掷开关。此外,在其它示例中,图6的开关600可以是快速断开耦合开关。例如,当装配时,第一接触壳体部分604可以经由任何适当的快速断开方法或装置被耦合到第二接触壳体部分606。在另一示例中,第一接触叶638、第二接触叶640和/或第三接触叶642可以使用任何适当的快速断开方法或装置被耦合到对应的导体。在这种示例中,快速断开方法或装置使得能够快速断开外部系统、装置和/或装置。备选地,本文公开的任何材料和/或方法可以用于绝缘开关600以增加瞬态温度电阻。

图7是包括图6的第一可变形套管612、第二可变形套管614和第三可变形套管616的执行器组件619的示例放大视图700。如图7中所示,执行器组件619包括示例第一接触壳体部分604和示例第二接触壳体部分606。第一接触叶638和第三接触叶642远离第二接触壳体部分606而延伸。第二接触叶640远离第一接触壳体部分604而延伸。

在图7中,第一可变形套管612、第二可变形套管614和/或第三可变形套管616使用不锈钢管来生产。例如,第一可变形套管612、第二可变形套管614以及第三可变形套管616中的任何一个可变形套管可以是微型不锈钢套管,被配置为分别接收对应的接触叶638、640、642和/或对应的导体644、646、648。在其他示例中,第一可变形套管612、第二可变形套管614和/或第三可变形套管616可以使用能够耐受高热量环境中的温度的任何适当的材料(诸如,高熔点金属(例如,钨、钼、钽、铌、不锈钢等)、能够耐受高热量环境中的温度的塑料(如聚酰亚胺、聚苯并咪唑等)等)来生产。

如图7中所示,第一可变形套管612被压接到第一接触叶638和第一导体644。例如,向第一可变形套管612施加压力,从而引起第一可变形套管612中的变形。这种变形对第一接触叶638和第一导体644施加压力,从而机械地和气电地将第一导体644连接到第一接触叶638。

尽管图7仅将第一可变形套管612示为机械变形,但是第二可变形套管614和/或第三可变形套管616可以类似方式机械变形。在示例中,可以使用任何适当的压接方法(诸如,六角形压接、压痕压接、四点压接、手压接、切口压接等)。

尽管本文公开了制造的某些示例方法、装置和物品,但本专利的覆盖范围不限于此。相反,本专利涵盖了完全属于本专利权利要求的范围内的制造的所有方法、装置和物品。

本文公开了示例高温开关装置。另外的示例及其组合包括以下内容:

示例1包括一种装置,装置包括:陶瓷接触基底,具有在陶瓷接触基底中的开口,该开口被配置为可移除地接收接触件;第一陶瓷柱塞壳体部分和第二陶瓷柱塞壳体部分,第一陶瓷柱塞壳体部分包括第一突起,第二陶瓷柱塞壳体部分包括第一凹部,第一凹部用于接收第一突起;以及第一陶瓷接触壳体部分和第二陶瓷接触壳体部分,第一陶瓷接触壳体部分包括第二突起和第一空腔,第二陶瓷接触壳体部分包括第二凹部和第二空腔,第一陶瓷柱塞壳体部分、第二陶瓷柱塞壳体部分以及陶瓷接触基底被配置为当第二凹部接收第二突起时被耦合在第一空腔与第二空腔之间。

示例2包括示例1的装置,其中陶瓷接触基底包括在陶瓷接触基底中的第二开口,其中第二开口被配置为可移除地接收第二接触件。

示例3包括示例1的装置,还包括柱塞组件,当第一凹部接收第一突起时,柱塞组件被耦合在第一陶瓷柱塞壳体部分与第二陶瓷柱塞壳体部分之间。

示例4包括示例3的装置,其中柱塞组件包括穿过磁体的孔的轴。

示例5包括示例4的装置,其中轴被机械地耦合到第二磁体。

示例6包括示例5的装置,其中磁体是第一磁体,并且其中第一磁体和第二磁体能够耐受在高热量环境中的温度。

示例7包括示例1的装置,其中当物体位于装置的感测场内时,接触件是可移动的以邻接第二接触件。

示例8包括示例7的装置,其中第二接触件可移除地被耦合到陶瓷接触基底。

示例9包括示例1的装置,其中第一陶瓷接触壳体部分和第二陶瓷接触壳体部分形成单个陶瓷接触壳体。

示例10包括示例1的装置,其中第一陶瓷接触壳体部分包括第三突起,第二陶瓷接触壳体部分包括第三凹部,第三凹部被配置为接收第一陶瓷接触壳体部分的第三突起。

示例11包括示例1的装置,其中第一陶瓷柱塞壳体部分包括第三突起,第二陶瓷柱塞壳体部分包括第三凹部,第三凹部用于接收第一陶瓷柱塞壳体部分的第三突起。

示例12包括一种磁触发接近开关,磁触发接近开关包括:接触组件,包括第一接触件、第二接触件以及第三接触件;第一可变形金属套管,包括近端和远端,近端被压接到第一接触件,远端被压接到第一导体;第二可变形金属套管,包括近端和远端,近端被压接到第二接触件,远端被压接到第二导体;第三可变形金属套管,包括近端和远端,近端被压接到第三接触件,远端被压接到第三导体;以及开关执行器,用于当物体处于磁触发接近开关的阈值感测区域内时,平移第三接触件。

示例13包括示例12的磁触发接近开关,其中第一接触件和第二接触件是静止的,并且第三接触件平移以邻接第一接触件和第二接触件。

示例14包括示例13的磁触发接近开关,其中当物体位于磁触发接近开关的阈值感测区域内时,第三接触件平移以邻接第一接触件。

示例15包括示例12的磁触发接近开关,其中第一接触件、第二接触件以及第三接触件在壳体表面的外部延伸一段距离。

示例16包括示例12的磁触发接近开关,其中第一可变形金属套管、第二可变形金属套管以及第三可变形金属套管是不锈钢套管。

示例17包括示例12的磁触发接近开关,其中第一可变形金属套管、第二可变形金属套管以及第三可变形金属套管位于壳体表面的外部。

示例18包括示例12的磁触发接近开关,其中开关执行器包括用于接合第三接触件的叉,并且第三接触件可操作地被耦合到能够耐受高热量环境中的温度的磁体上。

示例19包括示例12的磁触发接近开关,进一步包括第一壳体部分和第二壳体部分,第一壳体部分和第二壳体部分由陶瓷制成。

示例20包括示例19的磁触发接近开关,其中第一壳体部分包括突起,并且第二壳体部分包括凹部,凹部用于接收突起。

所附权利要求通过引用并入本详细的说明书,每个权利要求作为本公开的单独的实施例而独立存在。

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