КОНСТРУКЦИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯ
SWITCH DESIGN

Область техники
Изобретение относится к конструкции выключателя вида, указанного в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.
Уровень техники
Известны конструкции выключателей с узлом подшипника, в котором установлен с возможностью поворота конструктивный элемент выключателя. Такие выключатели применяются, например, в качестве выключателя зажигания в ручных рабочих инструментах, таких как мотопилы, углошлифовальные машины и т.п. Когда выключатель замкнут, контактная пружина прилегает к контакту.
В электрических выключателях возможно образование на контактах отложений, которые могут препятствовать надежному замыканию выключателя.
Из патентного документа DD 227281 А1 известна возможность достижения эффекта самоочистки благодаря тому, что пружинящий элемент скользит по ответному контакту и возможные отложения стираются вследствие трения между обеими частями. Для этого предусмотрена контактная пружина специального исполнения, которая скользит по пластмассовой детали, имеющей определенный контур. Пластмассовая деталь, по которой скользит контактная пружина, оказывает на последнюю ответное усилие, которое вызывает относительное движение между контактной пружиной и контактами.
Раскрытие изобретения
В основе изобретения лежит задача создания конструкции выключателя обычного вида, которая имеет простое устройство и безопасна в эксплуатации.
Эта задача решена конструкцией выключателя с признаками пункта 1 формулы изобретения.
Предусматривается, что относительное движение между контактной пружиной и контактом достигается благодаря торсионному участку поворотного подшипника. При этом торсионный участок представляет собой скручиваемый участок поворотного подшипника, который имеет собственную упругость. Во время приведения выключателя в действие и надавливания на него скручиваемый участок упруго деформируется. При отпускании скручиваемый участок в силу своей собственной упругости вызывает возврат и вследствие этого относительное движение между контактной пружиной и контактом. Контактная пружина и контакт при этом расположены так, что во время возвратного движения контактная пружина скользит по контакту. При этом незадействованным замкнутым положением выключателя является положение, в котором выключатель не подвергается воздействию со стороны оператора, в то время как задействованное замкнутое положение - это положение, в котором оператор воздействует на выключатель, деформируя скручиваемый участок. При этом оператор предпочтительно производит надавливание на выключатель автоматически вследствие того, что для приведения выключателя в действие оператору приходится прилагать усилие, которое настолько велико, что при перемещении выключателя автоматически происходит надавливание. Скручиваемый участок обеспечивает нахождение выключателя при его незадействованном замкнутом состоянии всегда точно в одном и том же положении. Благодаря этому легко достигается строго определенное положение включения. Вследствие того, что относительное движение контактной пружины и контакта вызывается торсионным участком, который является частью поворотного подшипника, для него не требуются никакие дополнительные конструктивные элементы или специальные контуры контактной пружины и/или контакта. В результате этого конструкция получается простой. Для создания ответного усилия используется имеющийся поворотный подшипник.
Для четкого задания незадействованного замкнутого положения предусматривается, что узел подшипника и конструктивный элемент выключателя образуют на заданном расстоянии от контактной пружины, измеренном в направлении оси поворота подшипника, первый упор для поворотного движения конструктивного элемента выключателя - упор, на котором, в частности, узел подшипника и конструктивный элемент выключателя в незадействованном замкнутом положении выключателя прилегают друг к другу. При этом торсионный участок предпочтительно расположен в направлении воздействия между первым упором и контактной пружиной. Вследствие этого при надавливании на выключатель участок поворотного подшипника, находящийся в направлении воздействия между первым упором и контактной пружиной, эластично деформируется и вызывает возвратное движение конструктивного элемента выключателя в незадействованное замкнутое положение. При этом необходимая для надавливания сила задается геометрией скручиваемого участка.
Чтобы задавать задействованное замкнутое положение и предотвращать недопустимое деформирование скручиваемого участка, предпочтительно предусмотрен второй упор, который предотвращает перемещение конструктивного элемента выключателя дальше задействованного замкнутого положения выключателя. При этом вторым упором одновременно определяется максимальное ответное усилие в конструктивном элементе выключателя. Конструкция получается простой, если контактная пружина в задействованном замкнутом положении выключателя прилегает ко второму упору.
Поворотный подшипник предпочтительно образован валом одного конструктивного элемента, на котором помещена с возможностью поворота подшипниковая втулка другого конструктивного элемента. При этом вал подшипника и втулка подшипника не обязательно должны быть строго цилиндрическими деталями, а могут иметь элементы усиления и тому подобные элементы. Вал подшипника предпочтительно сформирован в узле подшипника, а втулка подшипника - в конструктивном элементе выключателя. Втулка подшипника в целесообразном варианте имеет продольный разрез, который проходит по меньшей мере по части длины втулки подшипника. При этом продольный разрез предпочтительно выполнен такой ширины, что втулка подшипника фиксируется, надеваясь на вал подшипника. Это позволяет легко осуществлять монтаж. Простое исполнение первого упора без дополнительных конструктивных элементов достигается, если первый упор образован шипом на валу подшипника, взаимодействующим с краем продольного разреза втулки подшипника.
Конструктивный элемент выключателя предпочтительно имеет рычаг управления для воздействия на выключатель. При этом конструктивный элемент выключателя предпочтительно выполнен как единое целое с рычагом управления и изготовлен из пластмассы. Упругость скручиваемого участка регулируется путем выбора соответствующей пластмассы. Простота конструкции достигается при выполнении конструктивного элемента выключателя в виде цельной детали вместе с рычагом управления. Для достижения благоприятного распределения сил предусматривается, что в направлении оси поворота подшипника рычаг управления расположен примерно на уровне контактной пружины. Чтобы обеспечивать надавливание на выключатель оператором, целесообразно расположить на траектории движения контактной пружины выступ или возвышение между разомкнутым положением и замкнутым, незадействованным положением. Сила воздействия, необходимая для того, чтобы продвинуть контактную пружину через возвышение, сначала увеличивается, а после преодоления возвышения внезапно падает. Так как оператор продолжает оказывать усилие на рычаг управления, конструктивный элемент выключателя передвигается дальше незадействованного замкнутого положения. Простая конструкция без дополнительных деталей достигается, если возвышение образовано участком стенки конструктивного элемента выключателя. В предпочтительном варианте контактная пружина при разомкнутом положении выключателя прилегает к элементу выключателя за этим участком стенки. Таким образом, участок стенки одновременно задает открытое положение выключателя.
Контактная пружина предпочтительно устанавливает по меньшей мере одно положение выключателя, в частности открытое положение и замкнутое незадействованное положение.
Выключатель в рабочем инструменте с ручной подачей предпочтительно является выключателем зажигания для двигателя внутреннего сгорания. При этом выключатель предпочтительно связан электрическим проводником с модулем зажигания и проводником, замкнутым на корпус, с двигателем внутреннего сгорания.
Краткий комментарий к чертежам
Ниже вариант осуществления изобретения поясняется на основе чертежей. На них показаны:
фиг.1: схематичное изображение мотопилы,
фиг.2: аксонометрическое изображение конструкции выключателя мотопилы при разомкнутом положении выключателя,
фиг.3: боковая проекция конструкции выключателя с фиг.2,
фиг.4: аксонометрическое изображение конструкции выключателя в задействованном замкнутом положении,
фиг.5: боковая проекция конструкции выключателя с фиг.4,
фиг.6: аксонометрическое изображение конструкции выключателя в незадействованном замкнутом положении,
фиг.7: боковая проекция конструкции выключателя с фиг.6.
Осуществление изобретения
На фиг.1 схематично показана мотопила 1 как вариант осуществления рабочего инструмента с ручной подачей. Однако предложенная конструкция выключателя может с преимуществами применяться также в других рабочих инструментах с ручной подачей, например в углошлифовальных машинах, мотокосах и т.п. Помимо рабочих инструментов с ручной подачей возможны также другие, предпочтительно, области применения.
Мотопила 1 имеет корпус 2, в котором установлены задняя рукоятка 3 и труба-рукоятка 4. Мотопила 1 имеет направляющую 5, которая выступает вперед на противоположной задней рукоятке 3 стороне корпуса 2. На направляющей 5 расположена пильная цепь 6, проходящая вокруг нее. Пильная цепь 6 приводится в движение расположенным в корпусе 2 двигателем 7 внутреннего сгорания, схематично показанным на фиг.1. Двигатель 7 внутреннего сгорания предпочтительно представляет собой одноцилиндровый двигатель, в частности двухтактный двигатель. Однако двигатель 7 внутреннего сгорания может быть также четырехтактным двигателем. Двигатель 7 внутреннего сгорания имеет свечу 8 зажигания, которая через линию 13 зажигания соединена с модулем 9 зажигания. Модуль 9 зажигания связан проводником 15 с выключателем 14, который выполнен как выключатель зажигания. Выключатель 14 в замкнутом состоянии связывает линию 15 с проводником 16, замкнутым на корпус, который связан с массой двигателя 7 внутреннего сгорания, например, с металлическим картером или металлическим цилиндром двигателя 7 внутреннего сгорания. В результате при замкнутом выключателе 14 модуль 9 зажигания связан с массой двигателя 7 внутреннего сгорания и таким образом заземлен. Поэтому в свече 8 зажигания не может возникнуть искра.
Для обслуживания выключателя 14 предусмотрен рычаг 11 управления, который выступает наружу из корпуса 2 и который выполнен с возможностью поворота в направлении двойной стрелки 12. Для управления двигателем 7 внутреннего сгорания в задней рукоятке 3 предусмотрен дроссельный рычаг 10.
На фиг.2 и 3 показан выключатель 14 в разомкнутом положении 17. В этом положении модуль 9 зажигания заземлен, и двигатель 7 внутреннего сгорания не готов к эксплуатации. Выключатель 14 включает в себя контактную пружину 19 и контакт 18, которые в разомкнутом положении 17 выключателя 14 расположены на расстоянии друг от друга. Контактная пружина 19 предпочтительно связана с модулем 9 зажигания и контакт 18 связан через массовый проводник 16 с корпусом двигателя 7 внутреннего сгорания.
Контакт 18 расположен на конструктивном элементе 20 выключателя, который выполнен как единое целое с обслуживающим рычагом 11 управления и который предпочтительно состоит из пластмассы. Проводник 16, замкнутый на корпус, проведен по конструктивному элементу 20 выключателя с несколькими направляющими 25, выполненными в конструктивном элементе 20 выключателя, составляя с ним единое целое, в виде выступающих с боков ребер, которые удерживают проводник 16 в его положении. Конструктивный элемент 20 выключателя с поворотным подшипником 36 помещен с возможностью поворота в узле 21 подшипника. При этом узел 21 подшипника предпочтительно расположен, по существу, неподвижно в корпусе 2 мотопилы 1. Узел 21 подшипника может быть выполнен, например, как единое целое с корпусом воздушного фильтра двигателя 7 внутреннего сгорания, который жестко или через амортизаторы связан с корпусом 2.
Поворотный подшипник 36 образован валом 22 подшипника, выполненным как единое целое с узлом 21 подшипника, и втулкой 24 подшипника, помещенной с возможностью поворота на валу 22 подшипника. Втулка 24 подшипника выполнена как единое целое с конструктивным элементом 20 выключателя и состоит предпочтительно из такой же пластмассы, как и он.
Как показано, в частности, на фиг.2, рычаг 11 управления расположен примерно в плоскости, перпендикулярной оси 28 поворота поворотного подшипника 36, с контактной пружиной 19 и выполненным в цилиндрической форме контактом 18. На расстоянии а в направлении оси 28 поворота от контактной пружины 19, а также от контакта 18 и от рычага 11 управления расположен первый упор 27. Первый упор 27 образован носком 23, который сформирован на валу 22 подшипника и выступает наружу из вала 22 подшипника в радиальном направлении. Носок 23 входит в продольный разрез 32 втулки 24 подшипника и взаимодействует с краем 33 продольного разреза 32. В открытом положении 17 выключателя 14, показанном на фиг.2 и 3, носок 23 находится на расстоянии от края 33.
Как показано, в частности, на фиг.2, продольный разрез 32 проходит только по части длины конструктивного элемента 20 выключателя в направлении оси 28 поворота. При этом в области первого упора 27 продольный разрез 32 имеет меньшую ширину, чем в области между первым упором 27 и плоскостью рычага 11 управления. При этом продольный разрез 32 выполнен несколько более узким, чем диаметр вала 22 подшипника, так что конструктивный элемент 20 выключателя может быть надет на узел 21 подшипника. Благодаря этому монтаж получается простым. При этом вал 22 подшипника и втулка 24 подшипника могут включать в себя один или несколько участков подшипника и не обязательно должны выполняться в виде подшипника на протяжении всей своей длины.
В разомкнутом положении 17 выключателя 14, показанном на фиг.2 и 3, контактная пружина 19 прилегает к участку 26 стенки конструктивного элемента 20 выключателя. При этом участок 26 стенки проходит по наружному краю контакта 18 и отделяет контактную пружину 19 от контакта 18. На участке 26 стенки образовано возвышение 31, которое при перемещении конструктивного элемента 20 выключателя вокруг оси 28 поворота по часовой стрелке, согласно фиг.2 и 3, отклоняет контактную пружину в радиальном направлении наружу. Возвышение 31 расположено на траектории движения контактной пружины 19, то есть в области, по которой контактная пружина 19 скользит при повороте конструктивного элемента 20 выключателя между различными положениями включения.
При отклонении конструктивного элемента 20 выключателя из показанного на фиг.2 и 3 разомкнутого положения 17 в показанное на фиг.4 и 5 задействованное положение 37 контактная пружина 19 отклоняется от возвышения 31 вверх. Затем контактная пружина 19 упруго возвращается назад, к контакту 18. Чтобы преодолеть возвышение 31, оператор должен надавить на рычаг 11 управления в направлении стрелки 30, показанной на фиг.4 и 5, и приложить определенное усилие. Требуемое усилие резко уменьшается после прохождения возвышения 31. Вследствие этого конструктивный элемент 20 выключателя поворачивается до тех пор, пока контактная пружина 19 не дойдет до показанного на фиг.4 и 5 положения прилегания ко второму упору 29. Второй упор 29 также образован стенкой конструктивного элемента 20 выключателя. Пока контактная пружина 19 не дойдет до положения прилегания ко второму упору 29, она скользит по контакту 18. В задействованном замкнутом положении 37 выключателя 14, показанном на фиг.4 и 5, контактная пружина 19 прилегает к контакту 18 в месте 34 контакта. В замкнутом задействованном положении 37 выключателя 14, показанном на фиг.4 и 5, носок 23 прилегает к краю 33 первого упора 27. В области между первым упором 27 и контактной пружиной 19 втулка 24 подшипника образует скручиваемый участок 35. В показанном на фиг.4 и 5 замкнутом задействованном положении 37 выключателя 14 этот скручиваемый участок 35 упруго деформирован. Деформация происходит под влиянием силы 30 воздействия при перемещении конструктивного элемента 20 выключателя.
Как только оператор отпускает рычаг 11 управления, конструктивный элемент 20 выключателя возвращается в направлении, противоположном направлению воздействия, то есть против часовой стрелки на фиг.4-7. Вследствие этого контактная пружина 19 скользит по контакту 18 до тех пор, пока она не достигнет прилегания к контакту 18 в месте 44 контакта. Реактивное усилие получается за счет упругодеформированного скручиваемого участка 35. В показанном на фиг.6 и 7 незадействованном замкнутом положении 47 выключателя 14 скручиваемый участок 35 не деформирован. Носок 23 первого упора 27 прилегает к краю 33. Первый упор 27 определяет таким образом место контакта 44, в котором контактная пружина 19 прилегает к контакту 18.
Путем выполнения одного из участков поворотного подшипника 36, в частности участка втулки 24 подшипника, в виде скручиваемого участка 35 легко достигается эффект самоочистки выключателя 14. При каждом воздействии на выключатель 14 выключатель 14 предпочтительно надавливается до задействованного замкнутого положения 37. При этом скручиваемый участок 35 деформируется. При отпускании конструктивного элемента 20 выключателя оператором скручиваемый участок 35 вызывает возврат конструктивного элемента 20 выключателя в исходное положение. При этом контактная пружина 19 скользит по контакту 18 между местами 34 и 44 контакта и в результате этого очищает его.
В качестве альтернативы или дополнения к этому может предусматриваться выполнение участка вала 22 подшипника в виде скручиваемого участка. Это производится путем придания валу 22 подшипника соответствующей геометрической формы, допускающей упругую деформацию вала 22 подшипника. Возможно также выполнение вала подшипника как единого целого с конструктивным элементом 20 выключателя и втулки подшипника как единого целого с узлом 21 подшипника. Могут оказаться предпочтительными также другие варианты исполнения поворотного подшипника 36.