專利名稱：用于檢測以相對可活動的部件為特征的家用電器的運行參數的改進的壓力傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于探測家用電器的運行參數的改進的壓力傳感器或壓力開關，所述家用電器以相對于家用電器本身的構架(carcass)可活動的部件為特征，例如洗衣機、烘干機或同類型機器的缸或筐。
背景技術：
已經知道，在前述類型的家用電器中，應當知道多個運行參數，以便確保家用電器的正確操作，例如筐中要洗的衣服的分布均勻度，供給水的壓力和/或容量，等等。法國專利申請FR-A-2767194描述了一種探測一些這類參數的系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用連接至家用電器的供水系統(tǒng)的并且一體連接至包含家用電器(洗衣機或烘干機)的旋轉筐的液封缸的壓力開關(壓力傳感器)；已經知道，所述缸通過彈性的、可能地阻尼元件被連接至支撐所述缸的家用電器的構架(carcass)，由此，在使用中，當筐中有待洗或待干燥的衣服使得筐對缸施加負載時，所述缸相對于構架可相對運動。該壓力開關包括容納有對液壓敏感的可變形膜的剛性外殼，磁芯，該磁芯由鐵磁材料制成并且被固定到膜上，以及線圈，該線圈被固定到外殼并且被可操作地連接至磁芯以形成可變的電感感應器。膜的運動受到低剛度(low-stiffness)彈簧或一對對抗的、低剛度彈簧的阻擋，從而家用電器的可活動部件在使用中所受的振動被傳送到壓力開關，尤其被傳送到膜，膜的運動(至少在家用電器的操作周期的一些步驟期間)不僅取決于施加在膜上的壓力差，而且取決于振動對膜本身所引起的運動，因此產生了響應于筐的振動的振幅和方向的電信號。然而，上面描述的探測系統(tǒng)并不是沒有缺陷；事實上，它相對來說是不精確的，因為對比彈簧應該校準，以便能允許膜除了壓力之外還能因為振動運動。同理，為了能插入進這樣的系統(tǒng)而提供的壓力開關在尺寸上相對較大；最后，將壓力開關安裝到家用電器的可活動部件上是很困難的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是通過提供一種改進的用于檢測家用電器的運行參數的壓力傳感器來消除上述缺陷，所述家用電器以相對于家用電器本身的構架相對可活動的部件為特征，例如，洗衣機或烘干機的缸或筐，所述壓力傳感器尺寸小、成本低、容易安裝、操作可靠， 并且允許高度精確地檢測筐中的液壓或水位以及筐本身的振動。本發(fā)明因此涉及用于檢測如權利要求1所述的上述類型的家用電器的運行參數的改進的壓力傳感器。具體地，家用電器包括相對于家用電器的構架相對可活動的部件，例如，缸或筐， 并且本發(fā)明的壓力傳感器包括剛性外殼，該剛性外殼容納有對液壓敏感的可變形膜，磁芯， 該磁芯由鐵磁材料制成并且被可操作地與所述膜聯結以響應于膜的變形而在所述外殼內移動，以及線圈，該線圈被固定至所述外殼并且被可操作地連接到所述磁芯以形成可變的電感感應器；根據本發(fā)明，壓力傳感器還包括容納在外殼內并緊鄰膜的塊，該塊相對于外殼至少在沿線圈的軸線的一個方向上自由地移動，從而感應器適于響應于所述塊的位置的變化而發(fā)出電信號，在使用中，這種變化由相對于構架相對可活動的部件的位置的變化所引起。根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述可活動的塊由自由地容納在外殼內的底座內的球組成，所述球配置成相對于所述膜與所述感應器相對；所述膜整體地承載有管狀元件，該管狀元件被安裝入底座用于引導球，以便使球的運動被傳送至所述膜從而使膜變形。在本發(fā)明的第二個實施例中，替代地，所述可活動的塊由感應器的所述鐵磁芯組成，該鐵磁芯軸向可滑動地安裝在引導銷上，該引導銷被膜支承在所述線圈的一側并且與線圈同軸，以便在使用中被膜支承以響應于膜的變形而移動，并且同時能夠響應于家用電器的相對于構架相對可活動的部件的位置的變化而相對于膜移動。從而，由家用電器傳送給壓力傳感器外殼的振動被可活動塊的運動所放大，可活動塊交替地在線圈軸線的方向上移動，從而在本發(fā)明的兩個實施例中產生磁芯的額外的運動，該被加到磁芯的運動由壓力變化所引起，從而產生了脈沖信號，該脈沖信號取決于家用電器在使用中所受到的振動。這種信號的產生不需要對膜運動的對比彈簧的彈性特征進行干涉，因此確保了對液壓(對應于清洗箱中的液面高度)和振幅及頻率的高的檢測精度。而且，傳感器內的自由塊的存在所允許的信號放大允許使自由塊不是必須與家用電器(缸或筐)的可活動部件成一整體，例如在專利FR-A-2767194中的，而是僅與家用電器的構架成一整體，該構架在筐中的負載不平衡的情況下也會振動，雖然其振動幅度比筐或者缸要小很多。最后，在可活動塊由與感應器相同的鐵磁芯組成的實施例中，沒有額外的運動/ 變形傳導到膜，并且對比彈簧沒有施加干涉，從而可獲得更精確、低成本、小尺寸的傳感器， 因為不需要額外的元件(球)和容納該元件的部件。


本發(fā)明的進一步的特征和優(yōu)點從下面的兩個非限制性的實施例并參照所附的附圖將會顯而易見，其中圖1圖解地顯示了根據本發(fā)明的連接到家用電器的壓力傳感器的透視剖視圖；以及圖2圖解地顯示了根據本發(fā)明的連接到家用電器的壓力傳感器的不同的實施例的剖面圖。
具體實施例方式參考圖1，數字1表示作為整體的用于檢測家用電器2 (例如，洗衣機或烘干機)的運行參數的改進的壓力傳感器，所述家用電器2以部件3 (例如缸或筐)為特征，所述部件 3相對于家用電器2的構架4是相對可活動的，舉個例子，除了檢測部件3中的液面高度L 之外(也就是，與液面相關的液壓)，還檢測部件3 (以及整個家用電器幻在使用中受到的振動的性質(方向和振幅)，例如由于部件3中的不平衡的負載導致的振動，所述不平衡的負載例如是由于負載本身糟糕的瞬間分配。從而，家用電器2可用已知的方式設定為或者能降低或者能消除這種不平衡，例如通過適當地驅動部件3。壓力傳感器1包括剛性外殼10，該剛性外殼容納有對存在于傳感器1的室12中的液壓敏感的可變形膜11，在使用中，所述傳感器1通過安裝到外殼10的接頭14的管13連接至部件3 (在這個例子中，是連接至家用電器2的缸)。具體地，本領域的技術人員所知道的是，膜11液封地將外殼10的內部分成第一室 15和第二室，即位于第一室下方的室12。室15以已知的方式與空氣連通，從而，室15中一直是環(huán)境壓強；另一方面，室12 通過接頭14被連接至家用電器2的缸以便測量缸的液位，在這個例子中是被連接至部件 3 (也就是缸，其中筐在該缸中旋轉)。膜11因此在使用中受到與室11和15中的壓力差相等的壓力差，因此所述膜朝具有最低壓力的室變形，在這個例子中是與空氣相連通的室15， 因為部件3中的液壓頭L在接頭14處形成比大氣壓更高的壓力，該壓力實際上取決于高度 L0傳感器1進一步包括磁芯20，該磁芯由鐵磁材料制成并且被可操作地與膜11聯結，以便響應于膜11的變形而在外殼10內移動，以及電線圈21，該電線圈被固定到外殼10 上并且被可操作地連接至磁芯20以形成可變的電感感應器22 ；事實上，根據磁芯20(與線圈21同軸安裝)進入到線圈本身所限定的空間的量，線圈的電感會發(fā)生改變。室15由屬于外殼10的第一杯狀體M限定，并且容納有磁芯20，該磁芯20由膜 11 一體支撐，以及用于膜11的對比彈簧25 ；具體地，杯狀體M具有管狀端部沈，該管狀端部同軸地容納有彈簧25并且承載線圈21，該線圈在管狀端部的外面但是在室15上。另一方面，室12被配備有接頭14的屬于外殼10的第二杯狀體觀限定，該第二杯狀體卡接到杯狀體24，以便液封地把膜11的外周邊緣四夾在中間。傳感器1的外部結構被蓋30包覆， 蓋30覆蓋在管狀端部沈上，并且容納有用于向線圈21提供電力并且處理線圈21的信號的電子板31。室12進一步容納有膜11的第二對比彈簧25，該第二對比彈簧位于彈簧25的對面并且與其對抗。為了支撐磁芯20并且能夠與彈簧25和35配合，膜11在其相對的兩個面一體地承載有兩個剛性盤36和37，它們從相對側夾壓膜11，從而形成半圓環(huán)形的、彈性的、鄰近外周邊緣四處不受約束的環(huán)形部分38 ’盤36配備有管狀銷39，磁芯20被同軸地與該管狀銷卡接，并被軸向地限制在盤36和管狀銷39的相應的齒39b之間?？蛇x擇地，磁芯20可粘結到銷39上。根據本發(fā)明，傳感器1進一步包括塊40，其容納在外殼10內部緊鄰于所述膜11， 該塊能相對于外殼10在至少一個方向(沿線圈21的軸線方向)上自由地移動，這樣感應器22適于在使用中發(fā)出電信號以響應于塊40的位置的改變，塊40位置的改變在使用中是由相對于家用電器2的構架4可相對活動的部件3的位置的改變所引起。在示出的非限制性的實施例中，可移動的塊40由例如金屬制成的球組成，自由地設置在外殼10內的底座41內，并且被設置成相對于膜11位于感應器22的對面；膜11 一體地載有管狀元件43，該管狀元件43安裝在底座41內以用于引導球40使得球40的運動被傳送到膜11，從而使膜變形。在實踐中，底座41以彈簧35的鄰接壁44的淺凹槽的形式形成在杯狀體觀內，底座和彈簧是同軸的，管狀元件42與盤37成一整體，位于銷39相對的一側并且與銷39同軸； 盤36還具有位于與銷39相對的一側的中心銷45，中心銷45在管狀元件43內伸向球40并且與管狀元件43同軸，并且被膜11液封覆蓋。銷45也被用于整體地將兩個盤36和37相互卡接在一起并連接到膜11上。因此，隨著部件3的振動，球40被交替地朝膜11和朝底座41底部的振動來回振蕩，從底座41的底部朝膜11彈回；因此，只要球40與銷45和膜11碰撞，它都會因為沖量運動(pulse movement)朝感應器22的方向移動膜11，從而使膜11朝向室15方向變形；然后當球40朝底座41的底部下落時，彈簧25再將膜11移至起始位置；然而，膜11的運動引起了磁芯20的相應的運動，因此通過感應器22產生了脈沖信號，所述脈沖信號由板31進行適當的處理?，F在參考圖2，該圖示出了壓力傳感器100，該壓力傳感器是新描述的傳感器1的一種可能的優(yōu)選的改變型。為簡明起見，與那些已經描述的相似的或相同的元件將用相同的數字標示。傳感器100也包括外殼10，該外殼通過將合成塑料材料模鑄而成，與傳感器1 一樣，外殼10由兩個杯狀體M和28組成，杯狀體M和28限定了室15和12并且相互之間卡接在一起以便液封地將膜11的邊緣四夾在中間，液封地將室12和15分開；室15以已知的方式與大氣連通，室12通過接頭14與具有部件3的缸連接，在本實施例中，所述接頭是軸向的而不是徑向的。膜11整體地載有位于室15 —側的盤36，所述盤通過從室12軸向伸出的銷45卡接到膜11上。盤36與線圈21是同軸的，線圈21依次由在杯狀體M的管狀端部承載，盤 36配備有與銷45相對的銷390，銷390比銷39長并且沒有齒39b。根據本發(fā)明，在這個例子中，活動塊40由感應器22的鐵磁芯200組成，所述鐵磁芯以軸向可滑動的方式安裝到銷390，由此，銷390用作為引導銷，銷390整體地由膜11支承在線圈21的一側，并且與線圈21同軸。因此，磁芯200由膜11支承，因為磁芯靠在盤36上并且與銷390接合，因此在使用中磁芯可響應于由室12內的壓力所引起的膜11的變形而移動，這與傳感器1中的磁芯 20相似。同時，然而，磁芯200也可通過沿著銷390滑動來相對于膜11運動，例如所述磁芯響應家用電器2的相對可活動的部件3相對于構架4的位置的改變。部件3的振動被傳送至外殼10并且從外殼10傳送至由滑動磁芯200組成的自由的塊，由此使得磁芯200交替地沿著銷390移動，并且因此產生感應器22的電感變化，而無需膜11改變其變形狀態(tài)，因此所述電感變化僅僅取決于室12內的壓力，也就是，部件3中的液面高度L。在上述的兩個實施例中，對比彈簧25被夾在膜11和外殼10的第一凸出元件50 之間；在本案中，在傳感器1中，彈簧25緊靠著面對著線圈21的磁芯20的一端部51和杯狀體M的管狀端部沈的底壁50b ；替代地，在傳感器100中，彈簧25緊靠著面朝線圈21的銷390的杯狀端部52和螺紋帽50c，所述螺紋帽50c擰入位于杯狀體M的管狀端部沈內的螺紋座陽內。相似地，設置在與彈簧25相對的一側的對比彈簧35被夾在膜11和外殼10的第二凸出元件60之間，設置在與50和線圈21相對的一側。在傳感器1中，彈簧35緊靠著盤
37，在另一側緊靠著壁44的內表面60b，所述壁44配備有限定用于球40的底座41的淺凹槽。在傳感器100中，彈簧35在面向盤36的位置直接緊靠著膜11，由此盤36用作剛性對比元件，并且彈簧35在另一側緊靠著杯狀體觀的底壁60c，該底壁60c配備有接頭14。
最后，蓋30 (為簡明起見，在傳感器100中未顯示，但是實際是有的)承載有安裝架70，該安裝架用于卡接地將傳感器1或100固定到部件3或者家用電器2的構架4上。
權利要求
1.一種用于檢測家用電器O)的運行參數的改進的壓力傳感器(1 ；100)，所述家用電器例如是洗衣機或烘干機，配備有相對于該家用電器的構架(4)相對可活動的部件(3)，該部件例如是缸或筐，所述壓力傳感器包括剛性外殼(10)，所述外殼(10)容納有對液壓敏感的可變形膜(11)；磁芯OO ；200)，該磁芯由鐵磁材料制成并且被可操作地與膜(11)聯結以便響應于膜的變形在外殼(10)內移動；線圈(21)，該線圈被固定到外殼上并且被可操作地連接至磁芯OO ；200)以形成可變的電感感應器0 ；其特征在于，所述壓力傳感器進一步包括塊(40)，該塊(40)容納在外殼(10)內并緊鄰所述膜(11)，該塊(40)相對于外殼 (10)至少在沿線圈的軸線的一個方向上自由地移動，從而感應器02)適于響應于所述塊GO)的位置的變化而發(fā)出電信號，在使用中，這種變化由相對于構架(4)相對可活動的部件(3)的位置的變化所引起。
2.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述可活動的塊GO)由自由地容納在外殼(10)內的底座Gl)內的球GO)組成，所述球配置成相對于所述膜(11)與所述感應器0 相對；所述膜(11)整體地承載有管狀元件(43)，該管狀元件被安裝入底座用于引導球(40)，以便使球的運動被傳送至所述膜(11)從而使膜變形。
3.根據權利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述可活動的塊GO)由感應器02)的所述鐵磁芯(200)組成，該鐵磁芯軸向可滑動地安裝在引導銷(390)上，該引導銷整體地被膜(11)支承在所述線圈的一側并且與線圈同軸，以便在使用中被膜(11)支承以響應于膜的變形而移動，并且同時能夠響應于家用電器的相對于構架(4)相對可活動的部件(3)的位置變化而相對于膜(11)移動。
4.根據前述權利要求中任一項所述的傳感器，其特征在于，該傳感器包括用于膜(11) 的第一對比彈簧(25)，該第一對比彈簧被夾在膜和外殼的第一凸出元件(50)之間；以及用于膜(11)的第二對比彈簧(35)，該第二對比彈簧被配置成與第一對比彈簧相對，并被夾在膜(11)和外殼的第二凸出元件(60)之間，該第二凸出元件設置成與所述第一凸出元件和所述線圈相對。
5.根據權利要求4所述的傳感器，其特征在于，所述第一凸出元件(50)被螺紋帽 (50C)限定，該螺紋帽可活動地由外殼(10)支承，并位于外殼的相應的螺紋座(55)內部。
6.根據權利要求4或5所述的傳感器，其特征在于，所述外殼(10)被所述膜(11)整體地液封地分成第一室(1 和第二室(1 ；所述第一室(1 中容納有所述鐵磁芯OO ；200) 和所述第一彈簧(25)，并且在其外部配備有所述線圈；和所述第二室(1 容納有所述第二彈簧(35)并且該第二室配備有用于與家用電器的缸(3)連接的接頭(14)。
7.根據權利要求6所述的傳感器，其特征在于，所述第二室(12)中容納有自由的塊 00)。
全文摘要
一種用于檢測家用電器的運行參數的改進的感應的壓力傳感器(1)，所述家用電器例如是洗衣機或烘干機(2)，配備有相對于該家用電器的構架(缸或筐)相對可活動的部件(3)，包括剛性外殼(10)，所述外殼容納有對液壓敏感的可變形膜(11)；磁芯(20)，該磁芯由鐵磁材料制成并且被可操作地與膜聯結；和線圈(21)，該線圈被固定到外殼上并且被可操作地連接至磁芯以形成可變的電感感應器(22)；其特征在于，塊(40)容納在外殼(10)內并緊鄰所述膜(11)，該塊相對于外殼(10)至少在沿線圈(21)的軸線的一個方向上自由地移動。
文檔編號G01L9/10GK102239395SQ200980148968
公開日2011年11月9日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權日2008年12月5日
發(fā)明者伊戈爾·克蘭杰卡, 塞爾吉奧·喬達諾 申請人:伊利諾斯工具制品有限公司