Электрическое устройство с осевым управлением

Электрическое устройство с осевым управлением

Реферат

Предметом изобретения является электрическое устройство с осевым управлением, такое как переключатель, двухполюсный переключатель, тумблер, инвертор или тому подобное, в котором переключение осуществляется через эффект осевого перемещения кнопочного приводного элемента, что вызывает смещение качающегося рычага, несущего по меньшей мере один контакт, подвижный между двумя устойчивыми положениями.

Ниже в настоящем документе будет сделана отсылка к переключателю, то есть устройству для размыкания и замыкания единственного контакта, но будет понятно, что то, что будет предложено, применимо к любому из упомянутых выше электрических устройств, например, в котором замыкание контакта вызывает одновременное размыкание другого контакта, и наоборот, как, например, в случае тумблера.

Электрическое устройство такого типа обычно использует приводной элемент, который воздействует посредством рычага на качающийся рычажный элемент держателя контакта для того, чтобы заставить его качаться между одним или другим из его устойчивых положений. Приводной элемент обычно представляет собой кулису, которая может быть перемещена между двумя положениями, соответствующими двум устойчивым положениям качающегося рычага.

В различных применениях требуется, чтобы приведение в действие устройства происходило не посредством кулисы, а посредством кнопочного осевого управления.

Известны переключатели с кнопочным управлением, в которых приводной элемент воздействует посредством соответствующих приводов на шарнирный элемент с выходом за пределы мертвой точки, что вызывает перемещение кулисы держателя контакта.

В US 6680449 B1 описан кнопочный переключатель, включающий в себя механизм возвратно-поступательного переключения, поддерживаемую пружиной кнопку и нажимной элемент, шарнирно присоединенный к поддерживаемой пружиной кнопке и управляемый поддерживаемой пружиной кнопкой для скольжения вдоль двух симметричных бесконечных скользящих рельсов, предусмотренных с двух сторон внутри кожуха, для переключения механизма возвратно-поступательного переключения между положениями включено/выключено. Кнопка расположена на разных уровнях в положениях включено/выключено.

Известные устройства с осевым управлением, тем не менее, нуждаются в улучшениях в отношении надежности, экономической природы, простоты изготовления и тому подобного.

Целью изобретения фактически является разработка такого электрического устройства с осевым управлением, которое является надежным, экономичным, легким для изготовления и простым для сборки.

Другой целью изобретения является разработка такого устройства, которое требует умеренной силы приведения в действие.

Эти цели достигнуты посредством устройства согласно изобретению, которое имеет признаки независимого пункта 1 прилагаемой формулы изобретения.

Преимущественные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

По существу устройство с осевым управлением согласно изобретению содержит коробчатую вмещающую структуру из изоляционного материала, в которой расположены по меньшей мере два соединительных терминала, по меньшей мере один неподвижный электрический контакт, находящийся в электрическом соединении с одним из двух соединительных терминалов, по меньшей мере один качающийся рычажный элемент, несущий по меньшей мере один подвижный электрический контакт и находящийся в электрическом соединении с другим из соединительных терминалов, и кнопочный приводной элемент, находящийся в кинематическом соединении посредством первой качающейся опоры с упомянутым качающимся рычажным элементом, чтобы вызывать его качание между двумя заданными устойчивыми положениями, причем на упомянутую первую качающуюся опору воздействует вторая качающаяся опора, которая выполнена с возможностью качания в одном направлении или в другом направлении при каждом приведении в действие упомянутой кнопки; причем вторая качающаяся опора присоединена с возможностью поворота к упомянутой первой качающейся опоре и отделена от упомянутого осевого приводного элемента.

Дополнительные признаки изобретения будут более понятны из последующего подробного описания, относящегося к одному из его вариантов осуществления, только в качестве неограничивающего примера, проиллюстрированного на прилагаемых чертежах, в которых:

Фиг.1 представляет собой вид в аксонометрии в разобранном состоянии переключателя с осевым управлением согласно изобретению;

Фиг.2 представляет собой вид в аксонометрии в разобранном состоянии, на котором показаны некоторые компоненты переключателя с Фиг.1;

Фиг.3 представляет собой вид в поперечном разрезе по средней линии собранного переключателя в состоянии покоя с разомкнутыми контактами, причем вид показан в направлении стрелки A-A на Фиг.1;

Фиг.4-6 представляют собой виды, подобные Фиг.3, на которых проиллюстрированы последовательные фазы во время приведения в действие осевого управления, показывающие принцип работы переключателя согласно изобретению;

Фиг.7 представляет собой вид в аксонометрии в поперечном разрезе, взятом по плоскости, ортогональной плоскости Фиг.3-6, в направлении стрелок B-B на Фиг.1 с переключателем в состоянии покоя;

Фиг.8 представляет собой плоский разрез, как на Фиг.7, при взгляде в противоположном направлении;

Фиг.9 представляет собой разрез, как на Фиг.6, взятый по слегка смещенной плоскости.

На прилагаемых чертежах электрическое устройство с осевым управлением согласно изобретению представляет собой однополюсный переключатель, и он будет раскрыт в последующем подробном описании. Тем не менее, следует отметить, что изобретение может быть применено к другим типам электрических устройств, таким как двухполюсные переключатели, тумблеры, инверторы и тому подобное.

Обратимся к прилагаемым чертежам и, в частности, в данный момент к виду в разобранном состоянии на Фиг.1, на котором номером 10 обозначен в целом электрический переключатель с осевым управлением согласно изобретению.

Он содержит коробчатую структуру из изоляционного материала для размещения компонентов переключателя, обозначенную номером 20 и состоящую из основного тела 30 держателя контакта и коробки 40 держателя механизма.

Коробка 40 держателя механизма, в виде в разобранном состоянии на Фиг.1, показана как единый элемент и ниже в этом документе будет рассматриваться как таковая для простоты описания, несмотря на то что она состоит из двух отдельных элементов, 41, 42 собранных друг с другом, как может быть ясно видно на видах в разрезе на Фиг.3-6.

Основное тело 30, показанное схематично на Фиг.1, имеет форму параллелепипедной коробки, открытой сверху, в которой размещены два соединительных терминала 31, 32 в форме винтовых зажимов, доступных через соответствующие окна 33, 34, предусмотренные в одной или более стенках тела 30.

В показанном примере, с соединительным терминалом 31 объединен неподвижный контакт 35 фазы, тогда как на другой соединительный терминал 32 опирается на качающийся рычаг 36, несущий подвижный контакт 37 фазы. Как будет подробно описано ниже в этом документе, качающийся рычажный элемент 36 выполнен с возможностью качания между первым устойчивым положением, в котором подвижный контакт 37 приложен с некоторым давлением на неподвижный контакт 35, замыкая электрическую цепь, связанную с переключателем, и вторым устойчивым положением, в котором подвижный контакт находится на расстоянии от неподвижного контакта 35, размыкая электрическую цепь. Естественно, соединительные терминалы и соответствующие электрические контакты выполнены из металлического материала с хорошей электропроводимостью, тогда как все другие компоненты переключателя, которые будут описаны ниже в этом документе, если не указано иначе, обычным образом выполнены из изоляционного материала, более конкретно из пластикового материала.

Коробка 40 держателя механизма, названная так потому, что она вмещает компоненты привода качающегося рычага 36, имеет такую же форму параллелепипеда основного тела 30 и прикреплена к нему посредством пары противоположных ребер 43, простирающихся вниз от ее меньших лицевых сторон и имеющих соответствующие окна 44, выполненные с возможностью зацепления с соответствующими зубьями 38, предусмотренными на соответствующих противоположных лицевых сторонах основного тела 30.

Коробка 40 держателя механизма открыта сверху и имеет нижнюю стенку 45 с центральным гнездом 46, слегка вогнутым в продольном направлении, то есть в направлении ее двух меньших лицевых поверхностей, и два окна 47, расположенные у двух сторон упомянутого вогнутого гнезда 46, в поперечном направлении коробки 40 (см. более конкретно Фиг.7 и 9).

В коробке 40 имеется гнездо для первой качающейся опоры 50, выполненной с возможностью качания вокруг оси X вращения, образованной двумя противоположными выступами 51, которые расположены в соответствующих отверстиях 48, образованных в двух бόльших стенках или лицевых сторонах 49 коробки 40 (см. Фиг.1, 7 и 8).

Первая качающаяся опора 50 имеет центральную секцию 52, выпуклую снизу, выполненную с возможностью опирания и скольжения в вогнутом гнезде 46 нижней стенки 45 коробки 40, и два противоположных концевых выступа 53, немного расходящихся кверху. У двух сторон упомянутой центральной секции 52 расположены две вертикальные стойки 54, полые внутри, пересекающие упомянутые окна 47, образованные в нижней стенке 45 коробки 40 (Фиг.7).

В одной из упомянутых полых стоек 54 (в задней, как видно на прилагаемых чертежах) расположен поршень 55, несущий снизу шарнирный ползун 56, удерживаемый под давлением пружиной 57 на качающемся элементе 36. Пружина 57 очевидно может быть выполнена из металлического материала.

В варианте осуществления однополюсного переключателя, показанном на прилагаемых чертежах, в котором единственный шарнирный элемент 36 предусмотрен с подвижным контактом 37, только одна из полых стоек 54 вмещает соответствующий поршень 55 приведения качающегося элемента 36, как будет изложено ниже в этом документе, но понятно, что в других вариантах осуществления электрического устройства с осевым управлением согласно изобретению, например в случае инвертора, могут быть предусмотрены два элемента 36 и в этом случае обе полые стойки 54 будут вмещать соответствующий поршень 55.

К первой качающейся опоре 50 шарнирно присоединена вокруг оси X1 (Фиг.7, 8, 9) вторая качающаяся опора 60, имеющая форму, по существу, горизонтальной плиты, с нижней центральной выпуклостью 61, опирающейся на первую качающуюся опору 50, откуда ответвляются две противоположные лапки 62, пересекающие соответствующие щели 63, образованные в первой качающейся опоре 50 и зацепляющиеся под противоположные зубья 64, выступающие вовнутрь из упомянутых полых стоек 54.

Над коробкой 40 расположен приводной элемент 70 осевого управления переключателем, то есть элемент типа кнопки с возможностью скольжения вертикально в двух направлениях, с ограниченным перемещением внутри коробки 40.

Осевой приводной элемент 70 имеет форму прямоугольной рамы с такими размерами, чтобы быть идеально вмещенным внутри коробки 40, относительно которой он удерживается поднятым в нормальном состоянии посредством действия двух пружин 71, которые очевидно могут быть выполнены из металлического материала. Отсоединение приводного элемента 70 от коробки 40 предотвращено парой противоположных зубьев 72, предусмотренных на наружных стенках элемента 70, которые зацеплены с соответствующими зубьями 73, предусмотренными на внутренних стенках коробки 40 (Фиг.1).

Под элементом 70 выступают два стержня 74, предназначенные для приведения поочередно в соприкосновение с одним концом второй качающейся опоры 60 при каждом ее приведении в действие согласно угловому положению первой качающейся опоры 50, как будет объяснено ниже в этом документе.

Также под приводным элементом 70 простираются две пары противоположных ребер, снабженных зубьями 76, выполненными с возможностью зацепления снизу с второй качающейся опорой 60 для того, чтобы всегда возвращать ее в горизонтальное положение при каждом приведении в действие.

На осевом приводном элементе 70 установлен сменный накрывающий элемент 80 с чисто эстетической функцией.

Теперь со ссылкой на Фиг.3-6 будет дано описание принципа работы переключателя с осевым управлением согласно изобретению.

Конфигурация на Фиг.3 соответствует положению покоя с разомкнутыми контактами, в котором осевой приводной элемент 70 поджат вверх пружинами 71 и удерживается на расстоянии посредством второй качающейся опоры 60, которая удерживается в горизонтальном положении парой зубьев 76. В этом положении первая качающаяся опора 50 наклонена вверх налево через воздействие давления, которое пружина 57 оказывает на поршень 55 и, следовательно, на качающийся рычажный элемент 36 через шарнирный ползун 56.

Посредством оказания давления вниз на приводной элемент 70 против действия пружин 71 левый стержень 74, выступающий вниз от элемента 70, приводится в соприкосновение с соответствующим концом второй качающейся опоры 60 (Фиг.4).

При продолжении нажатия в осевом направлении на приводной элемент 70 последний толкает вторую качающуюся опору 60, что приводит к вращению против часовой стрелки вокруг оси X вращения первой качающейся опоры 50, к которой она шарнирно присоединена вокруг оси X1.

Вращение первой качающейся опоры 50 вызывает скольжение направо (против часовой стрелки) шарнирного ползуна 56 на качающемся рычажном элементе 36, к которому он поджимается пружиной 57, воздействующей на поршень 55, приводя к замыканию контактов (Фиг.5).

В этот момент, при снятии давления, оказываемого вручную на приводной элемент 70, который прибыл в конец перемещения, пружины 71 начинают толкать приводной элемент 70 вверх, и зубья 76, предусмотренные на приводном элементе 70, возвращают вторую качающуюся опору 60 в горизонтальное положение, вызывая повторное взведение механизма (Фиг.6).

Конфигурация на Фиг.6 соответствует начальной на Фиг.3 с разницей в том, что теперь первая качающаяся опора 50 наклонена в противоположном направлении, так что последующее приведение в действие элемента 70 вызовет зацепление правого стержня 74 с соответствующим концом второй качающейся опоры 60, повторяя в противоположном направлении ранее описанный цикл.

Из того что было описано, становятся ясными преимущества электрического устройства с осевым управлением согласно изобретению.

Более конкретно, предусмотрение второй качающейся опоры, шарнирно (с возможностью поворота) установленной на первой качающейся опоре и удерживаемой в горизонтальном положении осевым приводным элементом 70, означает, что сила приведения в действие понижена, так как рабочее плечо увеличено по отношению к подобным решениям предшествующего уровня техники.

Естественно, изобретение не ограничено конкретными вариантами осуществления, ранее описанными и проиллюстрированными на прилагаемых чертежах, и, наоборот, могут быть выполнены многочисленные изменения его подробностей, понятные специалисту в данной области техники, без отхода от объема изобретения, как описано в прилагаемой формуле изобретения.

1. Электрическое устройство с осевым управлением, такое как переключатель, двухполюсный переключатель, тумблер, инвертор или тому подобное, содержащее коробчатую вмещающую структуру (20) из изоляционного материала, в которой расположены:по меньшей мере два соединительных терминала (31, 32),по меньшей мере один неподвижный электрический контакт (35), присоединенный к одному (31) из соединительных терминалов,по меньшей мере один качающийся рычажный элемент (36), несущий по меньшей мере один подвижный электрический контакт (37) и находящийся в электрическом соединении с другим (32) из соединительных терминалов,осевой приводной элемент (70), находящийся в кинематическом соединении посредством первой качающейся опоры (50) с упомянутым качающимся рычажным элементом (36), чтобы вызывать его качание между двумя заданными устойчивыми положениями,отличающееся тем, что на упомянутую первую качающуюся опору (50) воздействует вторая качающаяся опора (60), которая выполнена с возможностью качания при каждом приведении в действие упомянутого осевого приводного элемента (70), причем упомянутая вторая качающаяся опора (60) с возможностью поворота присоединена к упомянутой первой качающейся опоре (50) и отделена от упомянутого осевого приводного элемента (70).

2. Устройство по п. 1, в котором упомянутая коробчатая вмещающая структура (20) содержит основное тело (30), вмещающее упомянутые соединительные терминалы (31, 32), доступные через соответствующие отверстия (33, 34), соответствующие неподвижный контакт (35) и подвижный контакт (37) и коробку (40) держателя механизма, прикрепленную к основному телу (30) и вмещающую компоненты устройства.

3. Устройство по п. 2, в котором упомянутая первая качающаяся опора (50) шарнирно присоединена к упомянутой коробке (40) так, чтобы обладать возможностью качания вокруг оси (X) между двумя положениями, наклоненными в противоположных направлениях, соответствующих двум устойчивым положениям упомянутого качающегося рычажного элемента (36), и упомянутая вторая качающаяся опора (60) шарнирно присоединена к первой качающейся опоре (50) так, чтобы качаться вокруг оси (X1), параллельной оси (X), причем упомянутая вторая качающаяся опора (60) в нормальном состоянии удерживается в горизонтальном положении упомянутым приводным элементом (70), причем при каждом приложении давления на упомянутый приводной элемент (70) вторая качающаяся опора (60) воздействует на один из двух противоположных концов (53) первой качающейся опоры (50) для вызывания его вращения между одним и другим из упомянутых наклоненных положений.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между упомянутым по меньшей мере одним качающимся рычажным элементом (36) и упомянутой первой качающейся опорой (50) расположен поршень (55), выполненный с возможностью перемещения вместе с качающейся опорой (50) и удерживаемый под давлением на качающемся рычажном элементе (36) пружинным средством (57).

5. Устройство по п. 4, в котором упомянутый поршень (55) воздействует на упомянутый качающийся рычажный элемент (36) посредством шарнирного ползуна (56).

6. Устройство по п. 2, в котором упомянутый приводной элемент (70) удерживается зацепленным в упомянутой коробке (40) держателя механизма посредством пар взаимодействующих зубьев (72, 73) и поджимается вверх пружинным средством (71).

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что предусмотрены два стержня (74), выступающие вниз от упомянутого приводного элемента (70), выполненные с возможностью поочередно воздействовать на один или другой из двух противоположных концов упомянутой второй качающейся опоры (60).

8. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что упомянутая первая качающаяся опора (50) опирается с возможностью скольжения на вогнутое гнездо (46), предусмотренное на нижней стенке (45) упомянутой коробки (40) держателя механизма, и имеет две полые стойки (54), пересекающие соответствующие отверстия (47), образованные в упомянутой нижней стенке (45) коробки (40), причем каждая полая стойка (54) выполнена с возможностью вмещения соответствующего поршня (55) и соответствующей пружины (57).

9. Устройство по п. 2, в котором упомянутая коробка (40) держателя механизма состоит из двух элементов (41, 42), собранных вместе.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на упомянутом приводном элементе (70) установлен сменный накрывающий элемент (80).