专利名称：控制启动器和开关的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于传递和放大控制运动的速动器件的改进。这类器件在将一个小的感测运动，如温度或压力传感器的运动转变成电触点或模拟元件的大运动(通常是快速运动)的电开关或模拟器件中特别有用。
Grey的英国专利NO.405，441和Proctor的美国专利2，200，995中公开了传递和放大速动运动的器件。这两个专利都利用杠杆，枢轴和副簧来放大运动并在一开关电触点中产生速动。这类结构仍在广泛使用，但由于其机械上的复杂性，会产生启动点的偏移。本发明的发明人戴维斯的美国专利2，824，919和3，472，980公开了这类器件的简化形式，其中，一个简单的盘簧既感测启动压力又提供一快速偏转运动以启动一利用杠杆放大的器件来操作电触点。本发明的主要目的是在一集成单元中提供一能实现放大量的器件，此放大量使该器件足以直接完成如对电触点，阀门的提动头或模拟器件进行开关的二次功能，该器件具有整体结构，能完成感测功能，同时实现放大和偏转，而无需使用枢轴杠杆或次簧。
根据本发明，对通常称为Belleuille簧的，能沿垂直其表面轴偏转的诸如薄平板或盘簧的弹性元件进行改进，使之包括一个置于中心开口的近似“W”形的放大片，该放大片的端部与中心开口的内边缘相对连接。“W”的中心部分形成一倒“U”型，当置于中心开口中时，它承受材料平面中的扭转应力，使U形部分的开口端的两端比靠近其闭合端的内边缘稍微靠近。
根据本发明，已经发现垂直于与中心开口边缘连接的“W”的端部材料平面的一个小的旋转位移能导致“U”形部分的闭合端在与上述平面垂直的方向上的一个较大的快速偏移。如果该器件在边缘部分受到支撑，“W”也可有轻微位移。
在将这种器件应用于一电气开关的操作中时，一对触点中的一个装在器件的U型部分的闭合端，并且与装在开关基座上的另一触点相对。提供在周边感测簧的某一位置上施加垂直于材料平面的力的装置，在此位置W形部分的端部与所述感测簧中心开口的内边缘连接，当此力增加到一预定值时，U形部分将快速移动到一个位置，在此位置处U型部分所带的触点将相对于开关基座所带的触点呈现一相反位置。
图1体现本发明的一个运动传递和放大器件的平面图;
图1A是中心输出环(Out Put loop)的部分示图，以虚线示出了受力的情况;
图2a和2b是图1器件的剖示图，给出了U形部分可能呈现的两个位置;
图3是本发明的运动传递和放大器件的一种改进形式;
图4是图3器件沿线4-4看去的剖示图;
图5是体现本发明的运动传递和放大器件的第二种改进型的平面图;
图5a是利用一个改进的组件的部分侧示图，该改进应用了一个内平板制成的器件和单独的复位簧;
图6是体现本发明的运动传递和放大器件的压力传感开关的侧剖图;
图7是图6开关的局部侧剖图，示出了本发明的运动传递和放大器件的启动位置;
图8是从图6中线8-8看去的开关的水平剖示图。
如附图所示，本发明的运动传递和放大器件的一种形式包括一个弹性金属薄片带10，其形状近似为W形，它包括一个倒U形的中心输出环(output loop)11，U形引出簧有一闭合自由端口和基本平行的腿13和14。13和14的一端各与一对驱动环(driver loop)16和17中的一个整体地相连，16和17各有一个反向延伸端18和19。
还提供有仰制驱动环16和17的反向延伸端相对向外移动的装置。此装置包括薄弹性金属截头体20，它分别与驱动环16和17的端部18和19功能性地整体相连。截头体20与U形引出簧11，驱动簧16和17以及U形件可很方便地由传统的盘或Belleville簧冲压形成。
在按上述完成制造之后，输出环11的腿13和14受力以使与驱动环16和17相连的腿如图1A的虚线所示靠得比腿的相反端更紧。这可以通过增加环11的闭合端12的腿之间的距离来实现，如沿线21敲击金属或通过减少环11的开端处两腿间的距距，如沿线22、23敲击驱动环16、17的之一或二者的金属，也可展宽簧11、16和17中的一个或几个。
按上面描述制成的本发明的运动传递和放大器件最初具有图2a所示的形态，但当一预定大小的压力施加到截头体20的上表面时，例如在与驱动环16、17的连接处附近时，器件将呈现图2b所示的形态，输出环11的自由端12移动幅大约是器件上受力部分的10倍。当去掉施加的力时，截头体的弹性将使器件恢复图2a所示形态。
然而，如果在制造本发明的器件时，用一薄平板代替盘簧，器件将以同样的方式工作，只是在压力去掉后，不会回到初始形态。这样构成的器件要响应加在图5和5A实施例上的启动力F而复位，就必须在启动力的反方向上加一个力才能实现。
图5中示出了这样一种返回力施加装置的结构，图5A中给出了返回弹簧25和26的工作过程。在本发明器件的这种改进中，图5所示的弹性金属平板的外边缘10a被在其周边相对点上连接的压簧25、26驱动到图5A所示的位置。簧片金属20在两点上得到支撑或沿其边缘中部整个或部分环形支撑及由W形部分的相对支件29和39支撑。
在这一位置，输出环的自由端12与基底所带的电触点27接合。然而当向下的压力克服弹簧25和27时，器件迅速进入图5A虚线所示的位置，因此，自由端12与触点18接合。
此外，如果如图5所示将截头体20分段，当加到截头体20上的力去掉后，输出环不会自动回到图2a所示的位置，但会保持图2b所示的位置，直至在截头体20的反而加一个力。另外，截头体段可由相反安置的弹簧装置如图5A中的25和26支撑以使其回到原来的位置并提供一强性负载抵抗元件。
带片10不必与截头段20做成整体，如图1、2a、2b和5所示，只要它们象图3和4所示的那样，由介电材料的带片30连接就行，带片30包围带片10的端部和截头体20的中心开口的内边缘并由铆钉31连在一起。
本发明的运动传递和放大器件可用于任何需要一个小的感测位移束由一个电路的开、闭或气动控制器的阀门调节等产生一控制信号的情况，图6、7和8示出了本发明器件用于一个气动传感电气开关的情况。
如图6所示，开关包括柱状整体螺纹外壳50，其中拧有一柱状开关基底51，在靠近其上端带有一图1-4、5或5A所示结构的运动传递和放大器件，其外边缘装于一卡在基底51中的线环52上。51上所带的绝缘材料块53支撑着上触点54，触点54从截头体20的中心开口伸出并在输出环11的自由端之上。
块53还支撑着下触点55，如图7所示，它在输出环11的自由端之下，并在引出簧11的位移位置可以与之接合。线环52的末尾是一导体56，它与引线57电连接。分离的导体57、58和59提供触点54、55和由外壳50的延伸段64所带的外触点61、62和63之间的电连接。
还提供有使输出环11从图6所示位置移动到图7所示位置的装置。该装置包括一个顶盖65，它被焊在外壳50的上端并带有一个入流口66，通过流口，在压力作用下的流体可通过通路68和69进入顶盖中的腔体67。隔板70将腔体67分为上部和下部，下部中有一与隔板70底部相连的压力盘71。
与压力盘中间相连并在顶盖65下部滑动安装着一个启动器72，其下端有一个杯形调节器(register)75，75的自由下边与一个在截头体20之上的绝缘材料的衬垫(Washer)76连接，以使传动器与调节器绝缘。
弹簧80在隔板70和压力盘71上加一向下的压力，其压缩可由一拧入入流口66的中空销81调整，并抵抗隔板70上的在压力盘中心部位的杯状物82。
在操作中，弹簧82加的压力可调整到几乎能克服图6所示位置的截头体20的阻力。这就提供了一个要从入流口66引入的气压的调整范围，使气压足以压迫隔板70和压力盘71，以使输出环11从与上触点54接合的位置移动到与下触点55接合的位置。
应该理解，本发明并不局限于所描述的具体实施例的细节，在不偏离权利要求所限定的本发明的情况下可作出各种修正。
权利要求
1.一种流体压力启动电气开关包括一个开关外壳；一个装在所述外壳中的开关基座；一个装在所述开关基座上的运动传递和放大器件；该器件包括一个构成字母W型的弹性金属片带，片带包括一对具有平行腿的驱动环和一具有平行腿的输出环；所述各驱动环的一条腿与所述输出环的一条不同的腿相连；与驱动环和输出环的连接相对地将所述驱动环的端部连接的装置，以抵抗端部相对向外运动；如此联接之后，输出环的腿变形受力，从而使其腿间的距离从其与驱动环的连接处到所述距离的相反端增加；所述基座上的第一电触点；所述输出环上的能与所述第一触点接合的第二触点；将流体压力引入所述外壳内的装置；响应引入所述外壳的流体压力而启动所述运动传递和放大器件来闭合所述触点的装置。
2.一种运动传递和放大器件，包括一被做成W形的弹性金属片带，片带包括一对具有平行腿的驱动环和一带有平行腿的输出环，所述各驱动环的一条腿与所述输出环的一条不同的腿相连;与驱动环和输出环的连接相对地将所述驱动环的端部连接的装置，以抵抗端部相对向外运动;所述输出环的腿变形受力，使所述输出环腿间的距离在与所述驱动环连接处相对于腿的闭合端减小。
3.根据权利要求2的运动传递和放大器件，它由一单片弹性金属制成。
4.根据权利要求2的运动传递和放大器件，它由一盘簧制成。
5.根据权利要求2的运动传递和放大器件，其中所述驱动环与连接其端部的装置电绝缘。
6.根据权利要求2的运动传递和放大器件，其中连接所述驱动环端部的装置包围驱动环和输出环。
7.根据权利要求2的运动传递和放大器件，其中连接所述驱动环端部的装置部分包围驱动环和输出环。
8.一种制造运动传递和放大器件的方法包括下列步骤将一弹性金属片带制成字母W形，该片带包括一对具有平行腿的驱动环和一个具有平行腿的输出环;将各驱动环的一条腿与输出环的一条不同的腿相连;提供一与驱动环和输出环的连接相对地连接驱动环端部的装置以抑制所述端部相对向外运动;而后改变所述输出环腿间的距离，使该距离从腿与驱动环的连接处到腿的输出环端部减小。
9.根据权利要求8的制造运动传递和放大器件的方法，其中所述片带和所述连接装置由一单个弹性金属片制成。
10.根据权利要求8的制造运动传递和放大器件的方法，其中所述片带和所述连接装置由一盘簧制成。
11.作为运动传递和放大器件的预形件，一弹性金属物品包括一制成字母W形的片带，该片带包括一具有平行腿的中心环1及具有平行腿的边环;所述各边环的一条腿与所述中心环的一条不同的腿相连;相对边环与中心环的连接抑制边环的腿相对向外运动的装置。
12.根据权利要求11的预形件，其中所述预形由一单片弹性金属构成。
13.根据权利要求11的预形件，其中所述预形由盘簧制成。
全文摘要
本发明对通常称为Bellevill簧的能沿垂直其表面轴偏转的薄平板或盘簧的弹性元件进行了改进，使之包括一个置于中心开口的近似“W”型的放大片，例片包括一对具有平行腿的驱动环和一带有平行腿的输出环。各驱动环的一条腿与输出环的一条不同的腿相连，与驱动环和输出环的连接相对地将所述驱动环的端部连接，抵抗端部向外运动，并改变输出环腿间的距离。当在该簧的表面施加的力达到一预定值时，输出环将快速到达一个所需的位置。
文档编号H01H35/34GK1052971SQ8910966
公开日1991年7月10日 申请日期1989年12月31日 优先权日1989年12月31日
发明者阿兰·V·C·大卫 申请人:阿兰·V·C·大卫