ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИБОР С БИСТАБИЛЬНОЙ ИЛИ МОНОСТАБИЛЬНОЙ КОНФИГУРАЦИЕЙ
ELECTRIC INSTRUMENT WITH BISTABLE OR MONOSTABLE CONFIGURATION

Настоящее изобретение относится к области электрических приборов, содержащих в корпусе кнопку, выполненную с возможностью занимать выдвинутое или утопленное положение.
В частности, оно относится к прибору, кнопку которого можно привести в моностабильное состояние или в бистабильное состояние при помощи селектора. Действительно, когда селектор занимает первое положение, кнопка находится в бистабильном состоянии, то есть остается в утопленном положении в результате первого нажатия, и для ее возврата в выдвинутое положение необходимо произвести второе нажатие (работа в режиме выключателя). Когда селектор занимает второе положение, кнопка находится в моностабильном состоянии, то есть она возвращается в первоначальное положение и работает от простого нажатия (работа в режиме «нажимной кнопки»).
Электрический прибор такого типа, характеризующийся двумя режимами работы, может применяться в качестве выключателя, переключателя, органа управления, то есть иметь широкий спектр применения, основанный на использовании режимов моностабильного или бистабильного состояния в зависимости от обстоятельств.
Такой электрический прибор известен из патента FR 2718566 и содержит кнопку, выполненную подвижной между двумя положениями, выдвинутым и утопленным, при этом на кнопку постоянным усилием действуют упругие возвратные средства, заставляя ее занимать выдвинутое положение. Выбор между моностабильным и бистабильным состояниями прибора осуществляют при помощи селектора, выполненного в виде диска, установленного с возможностью вращения в корпусе прибора и содержащего устройство типа «сердцевидного кулачка», а также канавку.
Вращением селектора можно избирательно устанавливать перед штифтом, соединенным с кнопкой, либо устройство типа «сердцевидного кулачка», приводящее прибор в режим бистабильного состояния, либо канавку, приводящую прибор в режим моностабильного состояния.
Из патента FR 2813990 известен также электрический прибор, содержащий кнопку, соединенную с захватными средствами, взаимодействующими с упругой лапкой, жестко соединенной с селектором, выполненным с возможностью поступательного движения.
В зависимости от положения, занимаемого селектором, упругая лапка взаимодействует или не взаимодействует с захватными средствами, сообщая, таким образом, прибору соответственно бистабильное или моностабильное состояние.
Задачей настоящего изобретения является усовершенствование электрического прибора такого типа.
В этой связи объектом настоящего изобретения является электрический прибор, содержащий в своем корпусе:
- кнопку, выполненную с возможностью занимать выдвинутое положение и утопленное положение;
- захватный механизм, с которым взаимодействует кнопка, содержащий селектор, доступный снаружи корпуса и выполненный с возможностью занимать первое положение, соответствующее конфигурации бистабильного состояния прибора, при которой кнопка альтернативно удерживается в своем утопленном положении и в своем выдвинутом положении, и второе положение, соответствующее конфигурации моностабильного состояния прибора, при которой кнопка может иметь свободный ход между своими выдвинутым и утопленным положениями;
при этом упомянутый захватный механизм содержит штифт, соединенный с кнопкой и взаимодействующий, когда селектор находится в первом положении, с кулачковым трактом, выполненным вокруг выступающего сектора, содержащего захватный паз, таким образом, что при воздействии на кнопку усилия в направлении от ее выдвинутого положения к утопленному положению, штифт переходит из исходного положения в захватное положение, в котором штифт находится в захватном пазу, по участку прямого хода кулачкового тракта, и при последующем воздействии на кнопку усилия, отжимающего ее в выдвинутое положение, штифт переходит из своего захватного положения в исходное положение по участку обратного хода кулачкового тракта, выполненному отдельно от участка прямого хода;
при этом прибор отличается тем, что захватный механизм содержит средства перемещения штифта между упомянутым исходным положением и смещенным первоначальным положением, когда кнопка находится в выдвинутом положении, за счет чего штифт может зайти на упомянутый участок обратного хода кулачкового тракта, когда селектор находится в своем втором положении.
Таким образом, данный электрический прибор содержит захватный механизм, работа которого основана на взаимодействии штифта с кулачковым трактом, выполненным вокруг выступающего сектора, содержащего захватный паз. Такой тип захватного механизма хорошо известен и находит широкое применение благодаря своей надежности и прочности.
Настоящее изобретение позволяет такому захватному механизму самостоятельно обеспечивать электрическому прибору конфигурацию моностабильного и бистабильного состояния при помощи селектора, который при выдвинутом положении кнопки позволяет позиционировать штифт либо в исходном положении, либо в смещенном первоначальном положении, чтобы он заходил соответственно либо на участок прямого хода кулачкового тракта, либо на участок обратного хода кулачкового тракта.
В результате получают простой в изготовлении электрический прибор, так как он не требует наличия внешней по отношению к захватному механизму детали для обеспечения моностабильной и бистабильной функций.
Таким образом, настоящее изобретение позволяет получить выигрыш в затратах на изготовление, а также в прочности, поскольку в движении находится лишь незначительное количество деталей по сравнению с известным устройством, содержащим кулачковый тракт вокруг выступающего сектора, содержащего захватный паз.
Кроме того, захватный механизм такого электрического прибора защищен от заклинивания, так как соединенный с кнопкой штифт никогда не покидает кулачкового тракта, независимо от расположения селектора, даже если селектор и кнопку приводят в действие одновременно.
Согласно предпочтительному отличительному признаку упомянутое исходное положение находится на участке прямого хода кулачкового тракта, а упомянутое смещенное первоначальное положение находится на участке обратного хода кулачкового тракта. Когда на кнопку действуют усилием, перемещающим ее из выдвинутого положения в утопленное положение, штифт принудительно заходит на участок прямого хода, если селектор находится в своем первом положении, и принудительно заходит на участок обратного хода, если селектор находится в своем втором положении.
Выступающий сектор может содержать заострение напротив его захватного паза, при этом исходное положение и смещенное первоначальное положение находятся по разные стороны от упомянутого заострения, которое, таким образом, позволяет четко отделить друг от друга участки прямого и обратного хода.
Согласно другому предпочтительному отличительному признаку прибор содержит гнездо, в которое может заходить штифт, когда кнопка находится в выдвинутом положении, при этом упомянутые средства перемещения выполнены с возможностью изменения положения упомянутого гнезда.
Кроме того, селектор может содержать вращающуюся деталь, содержащую упомянутое гнездо, при этом поворот упомянутой вращающейся детали приводит к перемещению гнезда.
Упомянутая вращающаяся деталь может быть вставлена в круглое направляющее гнездо, что позволяет упростить выполнение и обеспечивает повышение прочности.
В этом случае селектор может содержать рычаг, один из концов которого оборудуют ручкой, а на другом конце устанавливают упомянутую вращающуюся деталь.
Предпочтительно упомянутая ручка может быть выполнена с возможностью перемещения вдоль изогнутой канавки, концентричной относительно упомянутого круглого направляющего гнезда.
Согласно другому предпочтительному отличительному признаку кулачковый тракт ограничен между выступающим сектором и узлом, образованным вращающейся деталью и закрытой камерой, охватывающей упомянутый выступающий сектор, что позволяет удерживать штифт вокруг выступающего сектора и избегать любого заклинивания механизма.
Для лучшего удерживания захватный механизм можно закрепить на внутренней стороне стенки корпуса.
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания предпочтительного варианта выполнения, представленного в качестве неограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает вид в перспективе электрического прибора в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.2 - частичный вид внутренней стороны боковой стенки прибора, показанного на фиг.1, при этом на стенке устанавливают захватный механизм, находящийся в данном случае в конфигурации бистабильного состояния.
Фиг.3 - вид, аналогичный фиг.2, при этом захватный механизм находится в конфигурации моностабильного состояния.
На фиг.1 в перспективе показан электрический прибор 1, являющийся в данном примере модульным, то есть его корпус в основном имеет плоскую форму, и его толщина является кратной по отношению к определенному модулю, что позволяет устанавливать прибор на одной панели рядом с другими модульными электрическими приборами такого же формата.
В данном случае электрический прибор 1 является выключателем, который может приводиться в моностабильное или бистабильное состояние по желанию пользователя.
Электрический прибор 1 содержит корпус 2, из которого выступает кнопка 3, позволяющая управлять выключателем, а также селектор 4, перемещающийся вдоль изогнутой канавки 5 и доступный для пользователя снаружи корпуса 2.
Кнопка 3 выполнена с возможностью поступательного движения относительно корпуса 2. Она может занимать первое выдвинутое положение (показанное на фиг.1), а также утопленное положение, в частности, когда пользователь нажимает на кнопку 3. Именно при этом утопленном положении кнопки прибор 1 выполняет функцию выключателя или любую другую функцию, для которой он предусмотрен, при этом внутри корпуса устанавливают упругие возвратные средства, такие как пружины (на чертежах не показаны), постоянно действующие на кнопку 3 усилием, отжимающим ее в выдвинутое положение.
Когда селектор 4 находится в одном из своих крайних положений, прибор 1 находится в моностабильном состоянии, то есть кнопку 3 можно переместить нажатием из выдвинутого положения в утопленное положение, и она остается в этом последнем положении, пока пользователь продолжает удерживать кнопку 3 нажатой. Как только нажатие на кнопку прекращается, кнопка 3 возвращается в свое выдвинутое положение под действием внутренней пружины.
Когда селектор 4 находится в своем втором крайнем положении, прибор 1 находится в бистабильном состоянии. После нажатия пользователем кнопка 3 остается в утопленном положении при помощи захватного механизма, который будет описан ниже. Таким образом, в настоящем примере прибор 1 выполняет функцию выключателя постоянно после прекращения нажатия на кнопку 3. Для прекращения выполнения этой функции кнопку 3 можно вернуть в выдвинутое положение повторным нажатием на кнопку 3, которое отсоединяет ее от захватных средств и позволяет вернуть в выдвинутое положение под действием упругих возвратных средств.
Таким образом, прибор 1 позволяет пользователю до или после установки выбрать режим работы прибора 1, обеспечивающий выбранную им функцию.
Далее со ссылками на фиг.2 и 3 следует описание захватного механизма, позволяющего, в частности, удерживать кнопку 3 в утопленном положении.
На фиг.2 и 3 для двух разных положений селектора 4 показана внутренняя сторона стенки 7 корпуса 2, на которой закреплен селектор 4. На чертежах двойной стрелкой 8 показано направление перемещения кнопки 3. Кнопка схематично показана в положении, которое она занимает относительно захватного механизма 9 внутри прибора 1. Взаимодействие кнопки 3 с захватным механизмом 9 обеспечивается при помощи штанги 6 (схематично обозначенной пунктирной линией). Кроме того, кнопка 3 содержит не показанные для большей ясности на чертеже органы взаимодействия, в частности, с механизмом выключателя, на который она должна действовать.
На фиг.2 на внутренней стороне стенки 7 показан захватный механизм 9, содержащий селектор 4, направляющее гнездо 10, а также узел, образованный выступающим сектором 11 и закрытой камерой 12, ограничивающими кулачковый тракт 13.
Селектор 4 выполнен в виде рычага, один из концов которого образует ручку, выступающую из канавки 5 с возможностью доступа к ней снаружи корпуса 2 (см. фиг.1). Другой конец селектора 4 образован полукруглой деталью 15, содержащей углубление, образующее гнездо 16.
Полукруглую деталь 15 устанавливают в круглое направляющее гнездо 10, концентричное относительно полукруглой детали 15, таким образом, чтобы последняя направлялась во вращении и могла занимать положения, показанные на фиг.2 и 3 и соответствующие двум крайним положениям селектора 4.
Кулачковый тракт 13 ограничен выступающим сектором 11 и закрытой камерой 12, при этом формируется устройство, часто называемое «сердцевидным кулачком», позволяющее удерживать кнопку 3 в ее утопленном положении при помощи захватного паза 17 выступающего сектора 11.
На фиг.2 схематично показан штифт 18 в разных положениях, которые он может занимать на кулачковом тракте 13. Этот штифт 18 соединен при помощи штанги 6 с кнопкой 3, выполненной с возможностью перемещаться в направлении, показанном двойной стрелкой 8.
На фиг.3 показаны те же элементы, что и на фиг.2, но при этом селектор 4 находится в другом крайнем положении, то есть полукруглая деталь 15 повернута внутри гнезда 10.
Далее следует описание работы электрического прибора 1 в его конфигурациях бистабильного и моностабильного состояния.
На фиг.2 показан захватный механизм 9 в конфигурации бистабильного состояния.
Когда кнопка 3 находится в выдвинутом положении, штифт 18 находится в гнезде 16 селектора 4. В этом случае штифт 18 находится в положении, называемом «исходным положением».
Когда пользователь нажимает на кнопку 3, вдавливая ее до утопленного положения, а затем ее отпускает, штифт 18 следует по пути, показанном стрелками на фиг.2, из исходного положения и заходит в захватный паз 17. Упомянутый путь соответствует участку 19 прямого хода кулачкового тракта 13.
Поскольку возвратная пружина действует постоянным усилием на кнопку 3, отжимая ее в выдвинутое положение, то положение штифта 18 в захватном пазу 17 является стабильным положением, за счет чего кнопка 3 удерживается в утопленном положении.
Когда пользователь решает вернуть кнопку 3 в выдвинутое положение, он на нее нажимает, затем отпускает, заставляя, таким образом, штифт 18 перейти из захватного паза в исходное положение в гнезде 16. За счет специальной формы выступающего сектора 11 и закрытой камеры 12 (известных под названием устройств «сердцевидного кулачка») штифт 18 возвращается в свое исходное положение по участку 20 обратного хода кулачкового тракта 13, выполненному отдельно от участка 19 прямого хода.
Как показано на фиг.3, селектор 4 передвинут, и в данном случае электрический прибор 1 имеет конфигурацию моностабильного состояния.
Перемещение ручки 14 из положения, показанного на фиг.2, в положение, показанное на фиг.3, приводит к повороту полукруглой детали 15 внутри направляющего гнезда 10 и, следовательно, к перемещению гнезда 16 в направлении участка 20 обратного хода кулачкового тракта 13. После такого перемещения гнезда 16 штифт 18 занимает положение, называемое «смещенным первоначальным положением», когда он находится в гнезде 16.
В частности, выступающий сектор 11 содержит заострение 21, выполненное противоположно захватному пазу 17. Перемещение гнезда 16 способствует переходу штифта 18 из его исходного положения с одной стороны заострения 21, соответствующего участку 19 хода вперед (фиг.2), в смещенное первоначальное положение с другой стороны заострения 21, соответствующее участку 20 обратного хода (фиг.3).
В конфигурации, показанной на фиг.3, нажатие кнопки 3 в направлении ее утопленного положения способствует переходу штифта 18 из его смещенного первоначального положения в положение, в котором он находится напротив закрытой камеры 12. При прекращении нажатия на кнопку 3 штифт 18 под действием возвратной пружины возвращается в свое смещенное первоначальное положение.
Таким образом, в конфигурации, показанной на фиг.3, перемещение штифта 18 по кулачковому тракту 13 происходит только по участку 20 обратного хода.
В данном случае электрический прибор 1 работает в конфигурации моностабильного состояния.
Можно предусмотреть различные варианты выполнения устройства, не выходя при этом за рамки настоящего изобретения. В частности, выступающий сектор 11 может иметь другую форму, например может не содержать заострения 21. Кроме того, селектор 4 может обеспечивать перемещение гнезда 16 при помощи любого другого способа направления, например поступательным перемещением.