ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЩЕЛЧКОВЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ
ELECTRICAL SNAP-ACTION SWITCH

Изобретение относится к электрическому щелчковому выключателю, содержащему выполненную с возможностью приведения в действие при помощи включающего толкателя и бистабильного пружинного устройства контактную перемычку, которая выполнена с возможностью соединения в первом положении включения по меньшей мере с одной первой парой контактов, а во втором положении включения - по меньшей мере с одной второй парой контактов, при этом пружинное устройство по обеим сторонам включающего толкателя соответственно содержит по меньшей мере один пружинный рычаг, и. кроме того, при поломке одного из пружинных рычагов контактная перемычка может перемещаться поперечно направлению движения включающего толкателя вплоть до конечного положения перемещения.
Известны многочисленные электрические щелчковые выключатели, в которых разделенные друг по отношению к другу пары контактов в одном из двух положений включения могут соответственно соединяться посредством контактной перемычки. При этом на положение контактной перемычки оказывают влияние при помощи приводного устройства, которое большей частью включает в себя расположенный поперечно контактной перемычке подвижный включающий толкатель, а также приводимое в действие посредством этого включающего толкателя пружинное устройство. Кроме того, пружинное устройство непосредственно соединено с контактной перемычкой. Здесь уже были применены различные пружинные устройства, причем особенно подходящим оказалось, в частности, бистабильное пружинное устройство с двумя пружинными рычагами. Посредством соответствующей конфигурации и расположения пружинных рычагов этого бистабильного пружинного устройства при переходе через определенную точку переключения может быть реализовано быстрое переключение из первого положения включения во второе, причем в первом положении включения посредством контактной перемычки соединена первая пара контактов, а во втором положении включения - вторая пара контактов.
Так как в щелчковых выключателях такого типа вследствие тепловой перегрузки областей контакта может произойти нежелательное сваривание контактной перемычки с контактами пар контактов, в некоторых вариантах применения дополнительно предусмотрены рычажные элементы для принудительного размыкания. Эти рычажные элементы преимущественно выполнены с возможностью поворота посредством включающего толкателя, а также прилегают одним концом к контактной перемычке, и при достаточном приложении силы на включающем толкателе приводят к отжатию контактной перемычки от контактов и таким образом к принудительному размыканию положения включения. Чтобы выполнить одно из положений включения в качестве исходного положения, в щелчковый выключатель может быть интегрирован дополнительный пружинный элемент таким образом, что положение контактной перемычки в этом исходном положении стабилизируется силовым воздействием этого пружинного элемента.
Однако недостаток описанных выше электрических щелчковых выключателей состоит в том, что при поломке одного пружинного рычага соединенные пары контактов не могут быть надежным образом разъединены друг по отношению к другу, чтобы не допустить тем самым соответствующих положений включения. Поэтому на практике известны электрические щелчковые выключатели, в которых при поломке пружины должно обеспечиваться определенное конечное положение контактной перемычки, в котором не соединены пары контактов ни первого, ни второго положений включения.
Так, например, в DE 29614028 U1 описан электрический щелчковый выключатель, в котором при поломке одного пружинного рычага контактная перемычка переводится в конечное положение, предотвращающее первое и/или второе положения включения, таким образом, что контактная перемычка перемещается поперечно направлению движения включающего толкателя и при последующем набегании на упорную кромку поворачивается вследствие воздействующего на контактную перемычку момента. В этом конечном положении не включены ни первое, ни второе положения включения. Благодаря этому при поломке одного пружинного рычага можно предотвратить протекание тока в первом и/или во втором положении включения и обеспечить высокую надежность размыкания.
Однако недостаток решения, приведенного в DE 29614028 U1, состоит в том, что при поломке одного пружинного рычага момент, прикладываемый к контактной перемычке, является относительно малым. При наличии сил, дополнительно воздействующих на щелчковый выключатель извне и ускоряющих его, момент является недостаточным для длительного размыкания положений включения. Поэтому в особенности при возникновении динамических движений может произойти нежелательное перемещение и/или поворот контактной перемычки, и таким образом, непреднамеренно реализовано одно из положений включения.
Поэтому задачей настоящего изобретения является выполнить электрический щелчковый выключатель таким образом, что даже при динамических движениях щелчкового выключателя обеспечено принудительное размыкание, предотвращающее первое и/или второе положения включения.
Эта задача решена посредством того, что на пути перемещения контактной перемычки предусмотрена скользящая наклонная площадка, которая при поломке одного пружинного рычага удерживает в конечном положении перемещения по меньшей мере один контакт контактной перемычки на расстоянии от соответствующего контакта соответствующей пары контактов.
Таким способом обеспечена возможность того, что непосредственно после поломки одного пружинного рычага и вызванного этим перемещения контактной перемычки предотвращаются как первое, так и второе положения включения щелчкового выключателя. При скольжении по скользящей наклонной площадке, расположенной на пути перемещения контактной перемычки, контактная перемычка будет находиться на расстоянии от пар контактов первого и/или второго положений включения. Кроме того, неповрежденный пружинный рычаг воздействует на контактную перемычку таким образом, что принудительное размыкание щелчкового выключателя обеспечено даже при наличии сил, воздействующих на щелчковый выключатель извне, в частности, динамических сил.
Предпочтительные варианты выполнения заявлены в зависимых пунктах формулы изобретения и поясняются ниже.
Кроме того, является преимуществом, если скользящие наклонные площадки расположены на контактной перемычке по обеим сторонам включающего толкателя. Благодаря расположению скользящих наклонных площадок на контактной перемычке может быть реализована их простая конфигурация. Кроме того, благодаря расположению скользящих наклонных площадок по обеим сторонам включающего толкателя обеспечено, что контактная перемычка будет находиться на расстоянии от соответствующих пар контактов, независимо от направления перемещения контактной перемычки, ориентированного поперечно включающему толкателю.
В следующем варианте выполнения преимуществом является то, что контактная перемычка включает в себя два проходящих по существу параллельно друг другу держателя контактов, которые соединены на расстоянии друг от друга посредством по меньшей мере двух электрически изолирующих дистанционных элементов, причем дистанционные элементы расположены на обеих сторонах включающего толкателя, а скользящие наклонные площадки образованы выступающими за держатели контактов концами дистанционных элементов. При такой конфигурации скользящих наклонных площадок затраты на их изготовление дополнительно уменьшаются. Кроме того, благодаря отдельной скользящей наклонной площадке каждый контакт пар контактов может находиться на расстоянии от контактной перемычки.
Положительным является, если скользящие наклонные площадки состоят из электрически изолирующего материала, поскольку тем самым предотвращается нежелательная передача тока между парами контактов различных положений включения.
Если скользящие наклонные площадки выполнены по существу клиновидными, то расстояние между контактной перемычкой и соответствующей парой контактов во время перемещения контактной перемычки поперечно направлению движения включающего толкателя плавно изменяется при увеличении пути перемещения. Благодаря этому могут предотвращаться резкие движения контактной перемычки во время перемещения и обеспечено равномерное проведение контактной перемычки в конечное положение перемещения.
Благоприятным образом контакты пар контактов могут быть выполнены с заходным скосом, обращенным к соответствующей скользящей наклонной площадке. В соответствии с этим минимизируется опасность заклинивания контактной перемычки или соответствующей ей скользящей наклонной площадки с соответствующим контактом пары контактов.
Кроме того, если заходные скосы проходят криволинейно, то они могут быть простейшим способом реализованы путем изгибающей обработки соответствующего контакта.
В одном благоприятном варианте выполнения возможно, что контакты пар контактов соответственно выполнены с двумя боковыми поверхностями контакта, сходящимися друг к другу по существу в форме буквы V, при этом к боковым поверхностям контакта соответственно примыкает горизонтальная опорная поверхность, к которой в конечном положении перемещения прилегает по плоскости соответствующая скользящая наклонная площадка. Благодаря этому прилеганию по плоскости может предотвращаться перекос контактной перемычки при применении щелчкового выключателя при динамических нагрузках.
Изобретение подробнее поясняется ниже при помощи варианта выполнения со ссылками на чертежи.
На них изображено:
фиг.1 - поперечное сечение щелчкового выключателя согласно изобретению в первом положении включения, выполненном в качестве исходного положения,
фиг.2 - щелчковый выключатель согласно фиг.1 непосредственно после поломки одного из пружинных рычагов, и
фиг.3 - подробный вид в плоскости сечения III-III на фиг.2.
Чертежи являются лишь схематическими и служат только для понимания изобретения. Одинаковые элементы снабжены одними и теми же номерами позиций.
Показанный на фиг.1 и 2 электрический щелчковый выключатель 1 содержит включающий толкатель 2, который расположен посередине в корпусе 3 и установлен в двух областях корпуса 3 с возможностью перемещения в осевом направлении. При этом верхняя и нижняя упорные области 4 и 5 на включающем толкателе 2 определяют путь перемещения включающего толкателя 2. В показанном на фиг.1 исходном положении вследствие упругого усилия пружинного элемента 6 включающий толкатель 2 удерживается в верхнем положении, в котором верхняя упорная область 4 прилегает к корпусу 3.
Примерно в середине включающего толкателя 2 выполнены два расположенных друг напротив друга паза, причем каждый из этих пазов служит для размещения одного из концов двух щелчковых пружин 7, расположенных по обеим сторонам включающего толкателя 2. Обе щелчковые пружины 7 выполнены в виде двух пружинных рычагов, имеющих по существу форму буквы омега, и расположены по существу симметрично по отношению к направлению движения включающего толкателя 2.
В свою очередь, другие концы щелчковых пружин 7 соответственно опираются в пазу дистанционного элемента 8. Оба дистанционных элемента 8, также расположенных по обеим сторонам включающего толкателя 2, образуют совместно с двумя держателями 9 контактов контактную перемычку 10. Наряду с соединением контактной перемычки 10 с щелчковыми пружинами 7, дистанционные элементы 8 служат для размещения обоих держателей 9 контактов, проходящих по существу параллельно друг другу. Соответствующие концы дистанционных элементов 8, выступающие за держатели 9 контактов, выполнены соответственно в виде скользящих наклонных площадок 11, при этом скользящие наклонные площадки 11 включают в себя проходящую по существу в форме клина боковую поверхность и проходящую по существу горизонтально опорную область.
В показанном на фиг.1 исходном положении щелчкового выключателя 1 контактная перемычка 10 соединена посредством держателя 9 контактов с первой парой 12 контактов. В то же время другой держатель 9 контактов находится на расстоянии от второй пары 13 контактов. Кроме того, в области контакта между держателями контактов и соответствующими парами 12 и 13 контактов на держателях 9 контактов расположены отдельные контактные элементы 14. Кроме того, контакты первой пары 12 контактов частично изогнуты, вследствие чего в этих областях образован закругленный заходной скос. Далее, как видно из фиг.3, соответствующий контакт пар 12 и 13 контактов включает в себя две сходящиеся друг к другу по существу в форме буквы V боковые поверхности 15 контакта, которые переходят в отдельную горизонтальную опорную поверхность 16.
Кроме того, на корпусе 3 предусмотрены расположенные напротив торцевых поверхностей держателей 9 контактов ограничители 17 перемещения, которые ограничивают путь перемещения контактной перемычки 10, проходящий поперечно направлению движения включающего толкателя 2.
В соответствии с принципом функционирования пружинное устройство, включающее в себя щелчковые пружины 7, ориентировано таким образом, что при перемещении включающего толкателя 2 поперечно контактной перемычке 10 при переходе через точку переключения происходит перескакивание контактной перемычки 10. Для включения второго положения включения включающий толкатель 2 перемещают управляющим усилием навстречу упругому усилию пружинного элемента 6, в то время как одновременно изменяется положение щелчковых пружин 7. При достижении точки переключения, обусловленной конструкцией щелчковых пружин 7, контактная перемычка 10 перескакивает во второе положение включения, причем в этом втором положении включения посредством одного держателя 9 контактов соединена вторая пара 13 контактов, а другой держатель 9 контактов находится на расстоянии от первой пары 12 контактов. Если затем управляющее усилие, прикладываемое извне к включающему толкателю 2, прекращается, то вследствие силового воздействия щелчковых пружин 7 включающий толкатель 2 снова перемещается вверх, вследствие чего контактная перемычка 10 в конечном итоге перескакивает обратно в первое положение включения.
На фиг.2 дополнительно поясняется функционирование электрического щелчкового выключателя 1 согласно изобретению непосредственно после поломки одной из щелчковых пружин 7. При этом после поломки щелчковой пружины 7 контактная перемычка 10 перемещается поперечно направлению движения включающего толкателя 2 до тех пор, пока согласно фиг.2 скользящие наклонные площадки 11 не будут прилегать в конечном положении перемещения по меньшей мере к одному контакту пары 12 или 13 контактов. В то время как сломанная щелчковая пружина 7 непосредственно после поломки уже не может воздействовать никакой силой на контактную перемычку 10, неповрежденная щелчковая пружина 7 разжимается и таким образом вследствие изменившегося равновесия сил перемещает контактную перемычку 10 поперечно направлению движения включающего толкателя 2. Во время перемещения контактной перемычки при набегании скользящей наклонной площадки 11 на контакт пары 12 или 13 контактов происходит скольжение боковой поверхности скользящей наклонной площадки 11, расположенной по существу в форме клина, и таким образом подъем контактной перемычки 10 от соответствующего контакта пары 12 или 13 контактов. Благодаря набеганию на изогнутый заходной скос контакта пары 12 или 13 контактов дополнительно минимизируется опасность заклинивания между скользящей наклонной площадкой и контактом. В конечном положении перемещения скользящая наклонная площадка 11 прилегает в конечном итоге по плоскости опорной областью, проходящей по существу горизонтально, к опорной поверхности 16 контакта пары 12 или 13 контактов. При этом на путь перемещения влияние оказывают в основном упругие свойства соответствующей неповрежденной щелчковой пружины 7. Кроме того, для дополнительного ограничения пути перемещения контактной перемычки 10 на корпусе 3 предусмотрен ограничитель 17 перемещения, к которому прилегают торцевые поверхности держателя 9 контактов при дальнейшем перемещении контактной перемычки 10. В следующем варианте выполнения возможно также выполнение торцевых поверхностей держателя 9 контактов таким образом, что они прилегают к соответствующему ограничителю 17 перемещения уже в конечном положении перемещения.
Подробный вид на фиг.3 делает наглядным прилегание по плоскости скользящей наклонной площадки 11 к контакту первой пары 12 контактов. При этом контакт имеет две боковые поверхности 15 контакта, сходящиеся друг к другу по существу в форме буквы V, а также две примыкающие к этим боковым поверхностям 15 контакта горизонтальные опорные поверхности 16, которые в показанном конечном положении перемещения прилегают по плоскости к горизонтальной опорной области скользящей наклонной площадки 11.