EA011057B1 - Кнопочный переключатель - Google Patents

Abstract

Кнопочный переключатель содержит коробчатую несущую конструкцию (2), образующую внутреннюю камеру (8), причём коробчатая конструкция (2) имеет по меньшей мере одно отверстие (9), сообщающееся с внутренней камерой (8) и имеющее ось (Z-Z); нажимную кнопку (21), соответствующую отверстию (9) в несущей конструкции (2); средства (22) механического соединения для соединения нажимной кнопки (21) с упомянутой конструкцией (2) так, что нажимная кнопка (21) может быть закреплена на несущей конструкции (2) и при этом может оставаться подвижной относительно неё в направлении, по существу параллельном оси (Z-Z) отверстия. Согласно изобретению средства механического соединения выполнены в виде удерживающей и направляющей рамки (22) для нажимной кнопки (21), при этом рамка (22) установлена на несущей конструкции (2) между нажимной кнопкой (21) и конструкцией (2).

Description

Изобретение относится к электрическим выключателям, в частности к кнопочному переключателю.

Переключатель этого типа, как описано, например, в заявке Италии ВМ2003Л00018, содержит несущую конструкцию, выполненную из изоляционного материала коробчатой формы и образующую внутреннюю камеру для размещения и удержания электромеханических компонентов, составляющих переключатель. Несущая конструкция имеет открытую сторону, через которую внутренняя камера открыта наружу коробчатой конструкции. Кроме того, переключатель содержит нажимную кнопку, которая так приспособлена к коробчатой конструкции, чтобы закрыть открытую её сторону. Эта нажимная кнопка содержит пластину, снабжённую четырьмя соединительными язычками, подходящими для прикрепления к противоположным боковым стенкам коробчатой несущей конструкции для механического присоединения нажимной кнопки к коробчатой несущей конструкции. За счёт механического соединения нажимной кнопки с коробчатой несущей конструкцией нажимная кнопка может скользить в определённом направлении по отношению к коробчатой конструкции. Это скользящее движение необходимо для управления электрическим переключением.

Установлено, что в описанных выше известных переключателях, скользящее соединение между нажимной кнопкой и коробчатой несущей конструкцией обладает следующим недостатком: когда нажимная кнопка смещается под действием сил давления, приложенных в точке, отличной, по существу, от средней части пластины, нажимная кнопка наклоняется и стремится повернуться относительно несущей конструкции, а не сдвигаться по оси относительно неё, вследствие чего нарушается скользящее соединение между кнопкой и конструкцией, что приводит к временному или постоянному блокированию переключателя. По существу, это блокирование происходит благодаря заклиниванию нажимной кнопки в несущей конструкции.

Этот недостаток особенно проявляется в таких областях применения, как, например, в осветительных установках для жилых помещений и офисов, в которых переключатели содержат пластину с поверхностью, значительно большей человеческого пальца, так что, когда кнопочные переключатели эксплуатируются при слабом свете, давление часто прикладывается не к середине пластины.

Задача данного изобретения состоит в создании переключателя, управляемого нажимной кнопкой, который позволит решить проблему, описанную выше в отношении известных переключателей.

Эта задача решается посредством такого переключателя, который определен в п.1 формулы изобретения. Предпочтительные и преимущественные варианты осуществления изобретения определены в приложенных зависимых пунктах формулы изобретения.

Изобретение будет более понято из нижеследующего подробного описания частного варианта его осуществления, которое приведено в качестве примера со ссылкой на приложенные чертежи, и не должно каким-либо образом рассматриваться как ограничение.

На фиг. 1 показан вид сбоку переключателя с частичным разрезом в предпочтительном варианте осуществления изобретения;

на фиг. 2 показан вид снизу переключателя по фиг. 1, на котором отдельные части изображены пунктиром;

на фиг. 3 а и 3Ь показан аксонометрический вид переключателя по фиг. 1 в первой и второй рабочих позициях, соответственно;

на фиг. 4а-4й условно показан принцип действия переключателя по фиг. 1 в четырёх различных рабочих позициях.

На чертежах одинаковые или подобные элементы обозначены одинаковыми числовыми позициями.

На фиг. 1 показан, по существу, предпочтительный вариант выполнения кнопочного переключателя в соответствии с настоящим изобретением.

В данном описании под термином «переключатель» понимается как устройство, которое размыкает и замыкает единичный контакт, так и устройство, которое размыкает один контакт и одновременно замыкает другой контакт, и наоборот (дивертерный переключатель).

Переключатель, который изображен на фиг. 1 с частичными разрезами элементов, содержит несущую конструкцию 2 из изоляционного материала типа пластмассы, имеющую, предпочтительно и не ограничиваясь этим, форму параллелепипеда с двумя парами боковых стенок: меньших 3, 4 и больших 5, 6, соответственно.

Стенки 3, 4, 5, 6 закрыты и соединены с донной частью 7 несущей конструкции 2. Между стенками и донной частью 7 несущая конструкция 2 образует внутреннюю камеру 8, открытую посредством отверстия 9 наружу несущей конструкции 2. На фиг. 1 отверстие 9 имеет ось Ζ-Ζ.

В частном примере, как показано на чертежах, несущая конструкция 2 является, по существу, открытой коробчатой конструкцией, то есть она не имеет стенки, противоположной донной части 7, причём последняя расположена напротив отверстия 9.

В частном примере, как показано на чертежах, донная часть 7 имеет стенки сложной формы, определяющие конструкцию 10 держателя контакта, выполненную из изоляционного материала. Конструкция 10 держателя контакта предпочтительно содержит три соединительных вывода 11.1, 11.2, 11.3 типа винтовых зажимов, причём каждый из них доступен через два отверстия: одно для доступа к винту зажима и другое для вставления электрического кабеля в зажим. Два из трёх соединительных выводов 11.1,

- 1 011057

11.2 соединены, как одна деталь в этом примере, с соответствующими листовыми наконечниками 12.1,

12.2 (см. на фиг. 2), находящимися в держателе 10 контакта донной части 7 несущей конструкции 2. Каждый из этих наконечников снабжён фиксированным электрическим контактом 13.1, 13.2, соответственно, на одном своём конце.

Третий зажим 11.3 присоединён, как одна деталь в этом примере, к Г-образному металлическому стержню 14, который расположен в конструкции держателя 10 контакта так, что его ребро 15 выступает по направлению к отверстию 9 в, по существу, центральном положении относительно фиксированных электрических контактов 13.1, 13.2.

Кнопочный переключатель также содержит качающееся тело переключателя, подходящее для установления электрических соединений, которое в этом частном примере выполнено в виде металлической поворотной перемычки 16. Поворотная перемычка 16 имеет форму коромысла с центральным округлым профилем и помещена во внутреннюю камеру 8 несущей конструкции 2 с возможностью поворота вокруг оси а1, перпендикулярной к плоскости больших стенок 5 и 6. Перемычка 16 имеет центральную опорную часть 17 в контакте с ребром 15 язычка 14 и два рычага, имеющих подвижные электрические контакты 18.8, 18.2 на их концах. Перемычка 16 может перемещаться, поворачиваясь вокруг своей центральной опорной части, чтобы устанавливать электрические соединения.

Кнопочный переключатель также содержит механизм 20 управления, связанный с несущей конструкцией 2 в её отверстии 9.

Механизм 20 управления содержит нажимную кнопку 21 и средство для механического присоединения нажимной кнопки 21 к несущей конструкции 2, так что нажимная кнопка 21 соединяется с несущей конструкцией 2 и, в то же время, остаётся подвижной относительно неё, по существу, параллельно оси Ζ-Ζ отверстия. Конкретнее, эти механические соединительные средства преимущественно содержат удерживающую и направляющую рамку 22 для нажимной кнопки 21. Удерживающая и направляющая рамка 22 может быть предпочтительной, хотя и не единственной защёлкой, прикреплённой к несущей конструкции 2. Более предпочтительно, удерживающая и направляющая рамка 22 может быть закреплена внутри отверстия 9, чтобы, по меньшей мере, частично размещаться во внутренней камере 8 несущей конструкции 2.

Предпочтительно нажимная кнопка 21 содержит верхнюю часть, образованную клавишей 23, и нижнюю часть, образованную боковыми стенками 21а, 21Ь, 21с нажимной кнопки, выступающими от клавиши 23 по направлению к отверстию 9, по существу, параллельно оси Ζ-Ζ упомянутого отверстия. На фиг. 1 изображен поперечный разрез, на котором четвёртая стенка, противоположная стенке 21с, не показана (эта стенка показана на фиг. 3 а, где она обозначена ссылочной позицией 216). В этом примере клавиша 23 выполнена в виде, по существу, прямоугольной пластины. Предпочтительно клавиша 23 может быть соединена с накладной пластиной 23а.

Преимущественно удерживающая и направляющая рамка 22 содержит боковые стенки 22а, 22Ь, 22с, кольцеобразно расположенные вокруг нажимной кнопки 21, чтобы охватить боковую часть 22а, 22Ь, 22с нажимной кнопки 21. На фиг. 1 изображен поперечный разрез, на котором четвёртая стенка, противоположная стенке 22с, не показана (эта стенка показана на фиг. 3 а, где она обозначена ссылочной позицией 226).

В предпочтительном варианте осуществления изобретения боковые стенки рамки на стороне, обращенной к нажимной кнопке, имеют поверхности, снабжённые выступами и пазами, которые имеют, по существу, противоположную форму относительно соответствующих поверхностей боковых стенок нажимной кнопки, обращенных к удерживающей и направляющей рамке 22. По существу, выступы на стороне рамки принимаются в соответствующие пазы и наоборот, вследствие этого образуется множество направляющих в толщине рамки и боковых стенках нажимной кнопки.

Преимущественно нажимная кнопка 21, благодаря взаимодействию между боковыми стенками нажимной кнопки и боковыми стенками рамки, вставлена с возможностью скольжения в удерживающую и направляющую рамку 22, так что она способна перемещаться по направляющим относительно неё практически параллельно оси Ζ-Ζ отверстия. В частности, нажимная кнопка 21 может перемещаться посредством скольжения внутри удерживающей и направляющей рамки 22 между первой предельной позицией, как показано на фиг. 3 а, в которой нажимная кнопка 21 находится в наиболее удаленной относительно рамки 22 позиции, и второй предельной позицией, как показано на фиг. 3Ь, в которой кнопка 21 находится в позиции, наиболее близкой к рамке 22.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения нажимная кнопка 21 и рамка 22 образуют непосредственно собранную кинематическую схему, состоящую из двух деталей, являющихся почти неразъемно соединёнными друг с другом, то есть они не могут отделяться друг от друга простым способом или без повреждения конструкции этих фрагментов. Например, нажимная кнопка 21 и удерживающая и направляющая рамка 22 сделаны из двух различных несклеиваемых химически материалов методом заливки, включающим в себя два идущих подряд последовательных впрыскивания. Метод заливки этого типа, например, описан в ЕР 1386716.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения боковые стенки нажимной кнопки содержат ограничивающие ход выступающие элементы 25, которые выступают от боковых стенок нажим

- 2 011057 ной кнопки к соответствующим боковым стенкам рамки. В толщине этих боковых стенок рамки предусмотрены карманы (то есть глухие полости) или окна (то есть сквозные отверстия) 25, подходящие для приёма этих ограничивающих ход выступающих элементов. На фиг. 1, на которой показан разрез механизма 20 управления, частично показаны два отверстия 24, которые выполнены в боковой стенке 22с рамки 22. Соответствующие отверстия выполнены в стенке 226 рамки 22, не показанной на фиг. 1 (показаны на фиг. 3а и 3Ь) и в противоположной боковой стенке 22с рамки 22.

На фиг. 3а, предпочтительно, первая предельная позиция нажимной кнопки 21 определяется опорным контактом между выступающими элементами 25 и рёбрами, образующими соответствующие полости 24, в которые принимаются последние.

В альтернативном варианте осуществления изобретения ограничивающие ход выступающие элементы могут быть выполнены на стенках рамки и полостях, подходящих для приёма этих элементов в толщине боковых стенок нажимной кнопки.

На фиг. 3Ь, предпочтительно, вторая предельная позиция определена воздействием упора верхней части блока или клавиши 23 кнопки 22 на боковые стенки 22а, 22Ь, 22с, 226 удерживающей и направляющей рамки 22.

Кнопочный переключатель также содержит упорные упругие средства, подходящие для поддержания кнопки 21 в её наиболее удаленной от рамки 22 позиции, и, таким образом, наиболее удаленной от несущей конструкции 2. Эта позиция является исходной позицией нажимной кнопки 21. Как показано на фиг. 1, упорные упругие средства представляют собой, но, не ограничиваясь ими, две спиральные пружины 26 сжатия, имеющие соответствующие первые концы, воздействующие на несущую конструкцию 2, и соответствующие вторые концы, воздействующие на поверхность клавиши 23, обращенную к внутренней камере 8 несущей конструкции 2.

Как показано на фиг. 1, кнопочный переключатель также включает в себя элемент 27 управления, содержащий блок 28 из изоляционного материала и подпружиненный штифт 29.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения блок 28 установлен с возможностью поворота на удерживающей и направляющей рамке 22 относительно оси а2, по существу параллельной оси а1 вращения перемычки 16. Конкретнее, на двух противоположных боковых стенках 22с, 226 рамки предусмотрены два противоположных отверстия 40, одно из которых показано на фиг. 3а и 3Ь, подходящих для размещения двух противоположных гребней, предусмотренных на блоке 28 элемента 27 управления.

Штифт 29 имеет скругленный конец и смещается пружиной (не показанной на чертежах), сжатой в полости блока 28 для обеспечения упругой связи между блоком 28 и нижележащей металлической перемычкой 16, когда механизм 20 управления закреплён на несущей конструкции 2. Блок 28 сформирован на верхней части так, чтобы иметь полость с практически ступенчатыми поверхностями 32, которые по существу, симметричны относительно плоскости, содержащей ось вращения а2.

Механизм 20 управления также содержит средство 33 передачи давления, показанное пунктиром на фиг. 1, которое имеет два, по существу, заострённых конца 34а, 34Ь и поверхность, обращенную к нижней поверхности клавиши 23. Это средство передачи давления присоединено к кнопке 21 под клавишей 23 с возможностью поворота относительно третьей оси а3, по существу параллельной двум осям а1 и а2.

Конкретнее, на двух противоположных боковых стенках 21с, 216 кнопки предусмотрены два противоположных отверстия 50, одно из которых показано на фиг. 3а и 3Ь, подходящих для размещения двух противоположных выступов, выполненных на средстве 33 передачи давления.

Две пластинчатые пружины 36а и 36Ь, являющиеся в данном примере одной деталью, размещены между клавишей 23 и средством 33 передачи давления так, что последнее удерживается в исходной позиции, в которой его концы 34а и 34Ь, по существу, равноудалены от пластины 23.

Ниже со ссылкой на фиг. 4а-46 будет кратко объяснен принцип действия кнопочного переключателя, показанного на фиг. 1. Чтобы лучше понять принцип действия, ряд деталей, которые показаны в переключателе на фиг. 1, опущены на этих чертежах. Например, рамка 22 умышленно опущена, и конструкция нажимной кнопки 21 сознательно упрощена и сведена до пластинчатой клавиши 23.

Перед каждым переключением переключателя нажимная кнопка 21 находится в своей исходной позиции (наиболее удаленная от рамки 22 позиция) на некотором расстоянии от несущей конструкции. Средство 33 передачи давления находится также в исходной позиции, со своей плоскостью симметрии, по существу, совпадающей с плоскостью, содержащей оси а1, а2 и а3 вращения, для упругого действия пластинчатой пружины 36а, 36Ь, которая в этом варианте осуществления изобретения выполнена в виде одной детали. Блок 28 элемента 27 управления и перемычка 16 одновременно наклонены в одну из своих двух устойчивых наклонных позиций. Например, как показано на фиг. 4а, если блок 28 наклонен влево, перемычка 16 наклонена вправо, и подвижный контакт 181 соединён с фиксированным контактом 13.2. Когда к клавише 23 приложено давление, большее упругого сопротивления пружин 26, нажимная кнопка 21, противодействуя сопротивлению этих пружин и перемещаясь вниз, скользит по направляющим в рамке 22. При этом средство 33 передачи давления встречает своим правым концом 34Ь одну из ступенчатых поверхностей 32 на блоке 28 и передаёт на неё давление, приложенное к клавише 23. В частности, как показано на фиг. 4Ь, конец 34Ь ударяет в дно правой ступенчатой поверхности 32, тем самым вызывая поворот блока 28 по часовой стрелке и поворот средства 33 передачи давления против часовой

- 3 011057 стрелки, затем ударяет бок ступени, тем самым передавая давление, вертикально приложенное к клавише 23, в поперечном направлении. Поперечное давление, как показано на фиг. 4с, вызывает дальнейший поворот блока 28 по часовой стрелке относительно оси а2 вращения до тех пор, пока он не защёлкнется в своей второй устойчивой позиции (фиг. 46), в которой он наклонён вправо. Когда блок 28 перемещается, штифт 29 скользит по перемычке 16 с одного конца округлого профиля к другому, тем самым, заставляя перемычку 16 поворачиваться вокруг своей оси а1, то есть вокруг ребра 15 Г-образного стержня 14 до тех пор, пока он не защёлкнется в своей левой устойчивой позиции, в которой подвижный контакт 18.2 присоединён к фиксированному контакту 13.2. Когда действие внешнего давления закончено, пружина 26 плавно возвращает нажимную кнопку 21 в исходную позицию, средство 33 передачи давления отводится в свою исходную позицию, в то время как блок 28 и перемычка 16 остаются в своих новых позициях.

За счёт симметрии относительно плоскости, проходящей через оси а1, а2, а3 вращения различных поворотных частей, дальнейшее давление, приложенное к клавише 23, приводит и блок 28, и перемычку 16 обратно в позиции, которые они занимали до первого переключения, то есть с блоком 28, наклонённым влево, и перемычкой 16, наклонённой вправо, как показано на фиг. 4а.

Из вышеприведённого описания понятно, как переключатель в соответствии с изобретением полностью решает поставленную задачу.

Следует отметить, что удерживающая и направляющая рамка 22, вставляемая между нажимной кнопкой 21 и несущей конструкцией 2, позволяет избежать проблемы заклинивания, встречающейся в известных кнопочных переключателях. Эта рамка 22, по существу, предотвращает поворот нажимной кнопки 21.

Образование узла, состоящего из удерживающей и направляющей рамки 22 и нажимной кнопки 21, посредством метода заливки, позволяет узлу из скользящих частей иметь очень высокие размерные допуски, вследствие чего прямолинейное движение нажимной кнопки 21 относительно рамки 22 становится более точным.

Наличие элементов 25, выступающих от боковых стенок нажимной кнопки, таких, чтобы они входили в соответствующие карманы или отверстия 24, выполненных в толщине боковых стенок рамки, позволяет получить средство ограничения хода, имеющее незначительный размер внутри камеры 8 несущей конструкции 2.

Установка с возможностью поворота средства 33 передачи давления на нажимную кнопку 21 и установка с возможностью поворота элемента 27 управления на удерживающей и направляющей рамке 22 обладают тем преимуществом, что образуется более точное подвижное соединение между средством 33 передачи давления и элементом управления 27. Это также позволяет иметь камеру 8 с низкой глубиной и значительно упростить операции по сборке переключателя.

Очевидно, что применительно к кнопочному переключателю, описанному выше, специалисты при соответствующих обстоятельствах и определенных требованиях могут проводить ряд модификаций и изменений, которые все, однако, предполагаются в объёме защиты изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.

Claims (4)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Кнопочный переключатель, содержащий коробчатую несущую конструкцию (2), образующую внутреннюю камеру (8) и имеющую по меньшей мере одно отверстие (9), сообщающееся с внутренней камерой (8) и имеющее ось (Ζ-Ζ), нажимную кнопку (21), соответствующую отверстию (9) в несущей конструкции (2), средство механического соединения нажимной кнопки (21) с несущей конструкцией (2), обеспечивающее возможность перемещения нажимной кнопки (21) относительно несущей конструкции в направлении, по существу, параллельном оси (Ζ-Ζ) отверстия, отличающийся тем, что указанные средства механического соединения включают в себя удерживающую и направляющую рамку (22) для нажимной кнопки (21), установленную на несущей конструкции (2) между нажимной кнопкой (21) и упомянутой конструкцией (2).
2. 2. Кнопочный переключатель по п.1, отличающийся тем, что нажимная кнопка (21) содержит верхнюю часть в виде клавиши (23) и боковую часть в виде боковых стенок (21а, 21Ь, 21с, 216), выступающих из клавиши (23) по направлению к отверстию (9) параллельно его оси (Ζ-Ζ), при этом удерживающая и направляющая рамка (22) содержит боковые стенки (22а, 22Ь, 22с, 226) рамки, которые кольцеобразно расположены вокруг нажимной кнопки (21), охватывая её боковую часть.
3. 3. Кнопочный переключатель по п.2, отличающийся тем, что боковые стенки (22а, 22Ь, 22с, 226) рамки содержат ответные выступы и пазы по отношению к соответствующим боковым стенкам (21а, 21Ь, 21с, 216) кнопки.
4. 4. Кнопочный переключатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что нажимная кнопка (21) установлена в удерживающей и направляющей рамке (22) с возможностью скольжения, причём величина перемещения нажимной кнопки (21) ограничена первой позицией, в которой нажимная кнопка (21) наиболее удалена от несущей конструкции (2), и второй позицией, в которой нажимная кнопка (21) находит