ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АВТОМОБИЛЬНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Выключатель относится к электротехнике, преимущественно к электрическим цепям транспортных средств.
Известны выключатели см. 37.3710, 371.3710, ранее выпускаемые ОАО «АВАР», г. Псков. Они имеют значительную массу, значительное усилие переключения, пониженную надежность работы элементов подсветки, реализованную на автолампах.
Известен выключатель 245.3710, выпускаемый ОАО «АВАР», г. Псков, см. свидетельство на ПМ №5673. Бюл. № 12 от 16.12.97 г.
Этот выключатель состоит из корпуса, в котором размещены: шток, пружина, основание со штырями для подключения в бортсеть транспортного средства, лампа подсветки и клавиша, подвижные контакты.
Недостатки выключателя: - отсутствует осевая направляющая для штока и пружины, что вызывает перекос, ухудшение условий переключения, повышения шума при работе. Так как контакты не являются съемными и переставляемыми, выключатель обладает весьма ограниченными возможностями для реализации разнообразных электрических схем коммутации. Предназначен для специализированной электросхемы.
Известен выключатель 75.3710, выпускаемый ОАО «АВАР», г. Псков, см. патент РФ №2097865, заявка № 95112940.
Выключатель содержит корпус с упорами, клавишу, шток с лампами подсветки символа и контрольного сигнализатора клавиши и толкатель, воздействующий при переключении на контактную систему. На основании расположен кулачковый механизм фиксации предельных положений штока и контактная система с механизмом мгновенного переключения. Основание жестко соединено с кожухом при помощи фиксирующих защелок. Продольно перемещающийся шток в направляющих, закрепленных на основании, подпружинен пружинами, электрически соединенными с выводами в основании и выводами ламп, установленными на штоке.
Его недостатками являются сложность конструкции и пониженная надежность вследствие наличия на каждой пружине трех переходных контактов: штекер-пружина, пружина-контакт-деталь лампочки; контакт-деталь лампочки-лампочка. Таким образом, на четырех пружинах возникает 12 переходных соединений, что может вызывать потерю контакта. Корпус, упоры и основание выполнены как отдельные детали, что не технологично.
Известен электрический автомобильный кнопочный выключатель, см. свидетельство на полезную модель РФ №24314.
Выключатель содержит корпус с упорами, основанием, направляющими штырями для возвратных пружин. Корпус с упорами, основание, направляющиеся штыри представляют собой единую целиковую деталь, выполненную литьем из диэлектрической пластмассы. Внутри корпуса установлен шток со светодиодным индикатором подсветки символа и светодиодным индикатором контрольного сигнализатора. На штоке закреплена клавиша. На штоке размещен кулачковый механизм предельных положений. Основание содержит штыри для подключения в бортсеть транспортного средства.
На штоке закреплены гибкие контакт-детали, образующие со штырями скользящие контакты.
Недостатком рассмотренного технического решения является пониженная надежность элементов подсветки.
Известен патент на полезную модель №32923 МКИ7 НОШ 13\00 «Электрический автомобильный кнопочный выключатель», опубликован 27.09.2003 Бюл. №27. Этот выключатель принят за ближайший аналог (прототип).
Электрический автомобильный кнопочный выключатель состоит из корпуса I с упорами 2, основанием 10, с направляющими штырями II для возвратных пружин 8.
Корпус I с упорами 2, основание 10, направляющие штыри II представляют собой единую целиковую деталь, выполненную, например, литьем из диэлектрической пластмассы. Внутри корпуса I установлен шток 4 с лампой 6 или светодиодным индикатором подсветки символа 24, лампой 14 или светодиодным индикатором контрольного сигнализатора 23.
Выключатели могут изготавливаться с иными модификациями клавиш, символов функционального назначения. А также без каких-либо символов и контрольных сигнализаторов, если в них нет необходимости. На штоке 4 закреплена клавиша 3.
На штоке 4 размещен кулачковый механизм 7 предельных положений.
Основание 10 содержит штыри 9 для подключения в бортсеть транспортного средства.
Шток 4 содержит стойку 12, в пазу 13 которой размещена планка 17 с пружиной сжатия 15. Планка 17 содержит контакт-детали 18, расположенные по ее краям. Штыри 19, 20 имеют отогнутые площадки 21, 22.
Выключатель работает следующим образом.
В исходном состоянии клавиша 3 выключателя не нажата. При включении габаритных огней подсветка символа 24 включается от внешней цепи. Включается светодиодный индикатор 6 подсветки символа. Уровень этой подсветки может регулироваться от внешнего регулирующего элемента.
При этом силовой контакт разомкнут, контрольный сигнализатор не включен. Светодиодный индикатор подсветки символа и контрольного сигнализатора имеют рабочее напряжение 12 В.
При нажатии клавиши 3 шток 4 перемещается к основанию 10.
В нажатом положении шток фиксируется кулачковым механизмом предельных положений 7. Через контакт-детали 18, отогнутые площадки 21,22 штырей 19, 20 протекает ток. Включаются потребители, соединенные со штырями 19, 20. Включается контрольный сигнализатор 23 от внешней цепи соединенной со штырями 19, 20.
При повторном нажатии клавиши 3 выключатель переключается в исходное положение.
Недостатки прототипа:
- низкая надежность светодиодных индикаторов на 12 В, выходящих из строя из-за больших электрических перенапряжений, возникающих в бортсети автомобиля;
- более высокая стоимость светодиодных индикаторов на 12 B и неравномерность подсветки, дающих пучок света с разворотом угла всего на 40°, по сравнению с диодами SMD на 2,5 В, дающими пучок света с разворотом угла более 120°;
- отсутствие электроцепей защиты, в силу достаточно больших размеров светодиодных индикаторов на 12 В и малых габаритов выключателя в зоне расположения светодиодных индикаторов;
- не технологичность сборки и установки светодиодных индикаторов на 12 В, так как они имеют цилиндрические корпуса, требуется производить операцию формовки выводов, их установка производится по трафарету, после чего осуществляется запрессовка гибких контактов, обрубка выводов;
- повышенный расход серебросодержащего металла, так как закрепленные на подпружиненной планке две контакт-детали выполнены из серебросодержащего металла.
Задача и технический результат заключаются в повышении надежности за счет схемной защиты светодиодных индикаторов от перенапряжений, повышении технологичности и снижении материальных и трудовых затрат
при изготовлении выключателя. Повышении светотехнических характеристик и упрощение конструкции.
Это достигается новыми техническими решениями, находящимися в причинно-следственной связи с техническим результатом.
Сущность заявленного устройства выражается в совокупности нижеследующих существенных признаков.
Указанная задача в электрическом автомобильном выключателе, содержащем корпус с основанием, клавишу, закрепленную на штоке, кулачковый механизм предельных положений штока со скобой, возвратную пружину для штока и штыри для подключения в бортсеть транспортного средства, решается тем, что он включает узел индикации, установленный в штоке, электрически соединенный, по меньшей мере, с двумя из штырей посредством гибких контакт-деталей, узел индикации выполнен в виде печатной платы, содержащей радиокомпоненты, такие как светодиодный индикатор, резистор, защитный диод в исполнении для поверхностного монтажа.
В штоке закреплены электрически связанные контакт-детали, которые при перемещении штока образуют скользящие электрические контакты с указанными штырями, создавая электрическую цепь.
Этим достигается такой технический результат как повышение надежности, повышение равномерности подсветки зоны символа, электрическая защита светодиодного индикатора от перенапряжений.
В штоке и на основании имеются направляющие стержни, на которых установлена возвратная пружина. Этим достигается повышение технологичности и снижение как материальных, так и трудовых затрат, что также является техническим результатом.
Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию «новизна».
На фиг.1 - общий вид предлагаемого выключателя в разрезе, схематично.
На фиг.2 - схема электрическая принципиальная на 4 штыря. На фиг.3 - схема электрическая, принципиальная на 10 штырей. На фиг.4 - выноска А фиг.1, контакт-деталь 20 условно разорвана, вид на контакт-деталь 16, схематично.
Электрический автомобильный выключатель (далее выключатель) состоит из корпуса 1 с основанием 15, клавиши 2, закрепленной на штоке 3.
На штоке расположен кулачковый механизм 4 предельных положений штока со скобой. Пружина сжатия 5 предназначена для возврата штока с клавишей в исходное положение. В основании 15 установлены два штыря 6 и по одному 7 и 8 для подключения в бортсеть транспортного средства штырей может быть до 8 и более. Контакт-детали 19, 20 постоянно электрически соединены. Штырь 7 и контакт-деталь 20 образуют постоянный электрический скользящий контакт. Узел индикации 9, установленный в штоке 3, выполнен в виде печатной платы 10, содержащей радиокомпоненты, в том числе светодиодный индикатор 11, дающий пучок света с разворотом угла на 120°, по сравнению со светодиодами на 12В, дающими пучок света с разворотом только на 40°, чем достигнут технический результат - улучшение светотехнических характеристик, резистор 12, защитный диод 13, являющиеся элементами электрической защиты, в исполнении для поверхностного монтажа, что является техническим результатом, обеспечивающим надежность выключателя.
Узел индикации 9 установлен в штоке 3, электрически соединен методом пайки с контакт-деталями 14, 16, которые, в свою очередь, образуют со штырями 6 постоянные скользящие электрические контакты, чем достигается технический результат, заключающийся в снижении количества контактирующих соединений методом соприкосновения, что обеспечивает повышение надежности выключателя.
В штоке 3 и основании 15 имеются направляющие стержни 17 и 21, на которых установлена пружина сжатия 5.
Выключатель работает следующим образом.
В исходном положении клавиша 2 не нажата. При включении от внешних органов управления габаритных огне по цепи штыри 6, контакт- детали 14, 16 протекает электроток подсветка символа 18 светодиодным индикатором 11 включается. Уровень этой подсветки может регулироваться от внешнего регулирующего устройства (на чертеже не показан).
Электрическая силовая цепь разомкнута, контакт-деталь 20 и штырь 7 находятся в постоянном электрическом скользящем контакте. При нажатии клавиши 2 шток 3 вместе с направляющим стержнем 17, сжимая пружину 5, перемещаются вниз. В нажатом положении шток 3 фиксируется кулачковым механизмом 4 со скобой предельных положений. При этом контакт-детали 19, 20 образуют электрическую цепь посредством скользящих контактов со штырями 7,8, позволяющую по ней протекать электрическому току, и тем самым на потребитель электроэнергии, подключенный к штырям 7 и 8, подается напряжение питания.
При повторном нажатии клавиши 2 выключатель переключается в исходное положение. Силовые контакты между штырями 7,8 размыкаются, напряжение с потребителя снимается, и он выключается. Подсветка символа 18 светодиодным индикатором 11 остается включенной до выключения габаритных огней внешних органов управления.
В зависимости от схемы включения напряжение на потребителя может быть подано не только при нажатии клавиши, но и при ходе клавиши в исходное положение.
Использование заявленных технических решений обеспечивает высокую надежность и технологичность выключателя для применения его в перспективных легковых автомобилях.
Улучшены светотехнические характеристики, снижена себестоимость.
Выключатели могут изготавливаться с иными модификациями электрических схем, клавиш, символов функционального назначения, а также без каких-либо символов, если в них нет необходимости.