RU2208862C1 - Power switch - Google Patents

Abstract

FIELD: electrical engineering; backing light switches for vehicles. SUBSTANCE: power switch has base with contact system and case with hold-down telescopic rod; base and case interiors are isolated by means of flexible sealed diaphragm. Contact system is assembled of fixed contacts and spring-loaded closing contact bridge mounted for withdrawal from fixed contacts when rod moves into case. Intermediate pusher spring-loaded towards rod is placed between rod and contact bridge; it is made of same material as diaphragm and is built integral with the latter. Sectional area of pusher in plane perpendicular to longitudinal axis of switch is greater than thickness of diaphragm. EFFECT: enhanced reliability of power switch. 5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим выключателям, и может использоваться в качестве выключателя света заднего хода в транспортных средствах. The invention relates to electrical engineering, namely to electrical switches, and can be used as a reversing light switch in vehicles.

Отличительной особенностью выключателей света заднего хода является их преимущественное месторасположение в коробке переключения передач и соответственно работа в постоянном контакте с маслом, в котором взвешены частицы металла. В связи с условиями работы в агрессивной среде выключатель конструктивно разделен на две части, первая из которых, содержащая контактную группу, герметично изолирована, а вторая, в которой установлен приводной шток, не столь критична к масляной среде. A distinctive feature of the reversing light switches is their advantageous location in the gearbox and, accordingly, working in constant contact with oil, in which metal particles are suspended. In connection with operating conditions in an aggressive environment, the circuit breaker is structurally divided into two parts, the first of which containing the contact group is hermetically isolated, and the second, in which the drive rod is installed, is not so critical to the oil environment.

Известен электрический выключатель, описанный в патенте ФРГ 4330917 (опубл. 16.02.95), первая часть которого содержит контактную группу, подпружиненную на замыкание. Во второй части выключателя расположен приводной шток, подпружиненный на выход из выключателя относительно внутренней перегородки. Обе части выключателя соединены друг с другом, между ними расположена гибкая мембрана, герметизирующая первую часть относительно второй. Приводной шток выполнен составным, в его конструкции имеются элементы, облегчающие перемещение штока внутри второй части выключателя. Кроме того, наружный торец штока снабжен шариком, установленным с возможностью вращения и облегчающим взаимодействие штока с поверхностью тела, воздействующего на шток. Known electrical switch described in the patent of Germany 4330917 (publ. 02.16.95), the first part of which contains a contact group, spring-loaded to the circuit. In the second part of the switch there is a drive rod, spring-loaded to the output of the switch relative to the internal partition. Both parts of the switch are connected to each other, between them is a flexible membrane that seals the first part relative to the second. The drive rod is made integral, in its design there are elements that facilitate the movement of the rod inside the second part of the switch. In addition, the outer end of the rod is provided with a ball mounted for rotation and facilitating the interaction of the rod with the surface of the body acting on the rod.

Помимо сложности рассмотренной конструкции недостатком является отсутствие холостого хода штока, учитывающего допуски при установке и последующий износ механизма, воздействующего на шток. In addition to the complexity of the design considered, the disadvantage is the lack of idling of the stem, which takes into account installation tolerances and subsequent wear of the mechanism acting on the rod.

Известен также электрический выключатель, описанный в заявке ФРГ 3744604 (опубл. 13.07.89). Выключатель состоит из основания и корпуса, внутренние полости которых герметично разделены гибкой мембраной. Основание содержит контактную группу в составе неподвижных контактов и подпружиненного на их замыкание контактного мостика. Основание установлено в корпусе, в котором расположен приводной шток, воздействующий через мембрану на контактный мостик. Шток выключателя выполнен телескопическим из двух цилиндрических полых частей и снабжен внутренней пружиной, раздвигающей части штока, и наружной пружиной. Наружная пружина предназначена для удержания штока в выдвинутом из корпуса положении. Соотношение жесткости наружной и внутренней пружин таково, что при воздействии на шток сначала сжимается внутренняя пружина до упора частей штока друг в друга при складывании телескопического устройства. При этом неподвижные контакты замкнуты контактным мостиком. Дальнейшее перемещение штока внутрь корпуса приводит к сжиманию наружной пружины штока и пружин, воздействующих на контактный мостик, контактная группа размыкается. При снятии нагрузки со штока перемещение частей механизма выключателя осуществляется в обратном порядке. Also known is an electric switch described in the application of Germany 3744604 (publ. 13.07.89). The switch consists of a base and a housing, the internal cavities of which are hermetically separated by a flexible membrane. The base contains a contact group of fixed contacts and a contact bridge spring-loaded for their closure. The base is installed in the housing in which the drive rod is located, acting through the membrane on the contact bridge. The stem of the switch is made telescopic of two cylindrical hollow parts and is equipped with an internal spring, the sliding parts of the stem, and an external spring. The outer spring is designed to hold the rod extended from the housing. The ratio of the stiffness of the outer and inner springs is such that when exposed to the rod, the inner spring first compresses to the stop of the stem parts against each other when folding the telescopic device. In this case, the fixed contacts are closed by a contact bridge. Further movement of the rod into the housing leads to the compression of the outer spring of the rod and the springs acting on the contact bridge, the contact group opens. When removing the load from the rod, the movement of the parts of the switch mechanism is carried out in the reverse order.

Однако надежность рассмотренной конструкции недостаточна, поскольку взаимодействие штока и контактного мостика осуществляется через гибкую мембрану при ее постоянном деформировании, особенно в центральной зоне, где с одной стороны на мембрану воздействует подпружиненный нажимной элемент штока, встречно которому с другой стороны на мембрану воздействует контактный мостик. Таким образом, зона встречного воздействия оказывается самой нагруженной и соответственно самой изнашиваемой, особенно со стороны металлического контактного мостика, где трение мембраны о металл осуществляется без каких-либо смазок, недопустимых в зоне контактов. В случае повреждения мембраны выключатель с большой степенью вероятности немедленно выйдет из строя, поскольку контакты будут взаимодействовать через диэлектрическую масляную пленку, поведение которой при замыкании контактов непредсказуемо. However, the reliability of the design under consideration is insufficient, since the interaction of the rod and the contact bridge is carried out through a flexible membrane during its constant deformation, especially in the central zone, where on the one hand the spring-loaded rod pressing element acts against it, on the other hand the contact bridge acts on the membrane. Thus, the counter-impact zone turns out to be the most loaded and accordingly the most worn out, especially from the side of the metal contact bridge, where the membrane is rubbed against the metal without any lubricants that are unacceptable in the contact zone. In case of damage to the membrane, the switch is very likely to fail immediately, since the contacts will interact through a dielectric oil film, whose behavior when the contacts are closed is unpredictable.

Наиболее близким по технической сущности является выключатель, описанный в полезной модели РФ 20610 (опубл. 10.11.2001). Выключатель также состоит из основания и корпуса, внутренние полости которых герметично разделены гибкой мембраной. Основание содержит контактную группу в составе неподвижных контактов и подпружиненного на их замыкание контактного мостика. Кроме того, основание выключателя содержит также пластмассовый толкатель, установленный в дискообразной вставке и прилегающий одним своим торцом к мембране, а другим - воздействующий на контактный мостик. Основание установлено в корпусе, в котором расположен приводной шток, воздействующий через мембрану на контактный мостик. Шток выключателя выполнен телескопическим и состоит из полой цилиндрической части, поршня, установленного с возможностью перемещения в полости цилиндрической части, и пружины, раздвигающей части штока. Нажимная площадка поршня, прилегающая к мембране, также выполнена подпружиненной для выборки заданного свободного хода штока. Соотношение жесткости пружин контактного мостика и штока таково, что при воздействии на шток сначала сжимается пружина контактного мостика, размыкая контакты, а затем сжимается пружина штока до упора частей штока друг в друга при складывании телескопического устройства. При снятии нагрузки со штока перемещение частей механизма выключателя осуществляется в обратном порядке. The closest in technical essence is the switch described in the utility model of the Russian Federation 20610 (publ. 10.11.2001). The switch also consists of a base and a housing, the internal cavities of which are hermetically separated by a flexible membrane. The base contains a contact group of fixed contacts and a contact bridge spring-loaded for their closure. In addition, the base of the switch also contains a plastic pusher installed in a disk-shaped insert and adjoining one end face to the membrane, and the other acting on the contact bridge. The base is installed in the housing in which the drive rod is located, acting through the membrane on the contact bridge. The rod of the switch is made telescopic and consists of a hollow cylindrical part, a piston mounted with the possibility of movement in the cavity of the cylindrical part, and a spring that extends the part of the rod. The pressure platform of the piston adjacent to the membrane is also spring-loaded to select a given free stroke of the rod. The ratio of the stiffness of the springs of the contact bridge and the rod is such that when exposed to the rod, the spring of the contact bridge is first compressed, opening the contacts, and then the spring of the rod is compressed to the stop of the rod parts against each other when folding the telescopic device. When removing the load from the rod, the movement of the parts of the switch mechanism is carried out in the reverse order.

Использование пластмассового толкателя в рабочей цепи "нажимная площадка поршня - мембрана - толкатель" позволяет снизить износ пары "толкатель - мембрана", однако в целом проблема надежности остается, поскольку сохранено силовое воздействие с двух сторон на центральную зону мембраны. The use of a plastic pusher in the working chain "piston pressure pad - membrane - pusher" allows to reduce the wear of the "pusher - membrane" pair, however, in general, the reliability problem remains, since the force effect on both sides of the central zone of the membrane is preserved.

Задачей изобретения является повышение надежности электрического выключателя. The objective of the invention is to increase the reliability of the electric switch.

Указанная задача в электрическом выключателе, состоящем из основания с контактной группой и корпуса с нажимным штоком, полости которых герметично разделены гибкой мембраной, при этом контактная группа образована неподвижными контактами и подпружиненным на их замыкание контактным мостом, установленным с возможностью отхода от неподвижных контактов при перемещении штока внутрь корпуса и воздействии своей нажимной площадкой через мембрану на промежуточный толкатель контактного моста, решается тем, что толкатель выполнен заедино с мембраной из того же материала, причем габариты сечения толкателя в плоскости, перпендикулярной продольной оси выключателя, превышают толщину мембраны. The indicated task is in an electric switch consisting of a base with a contact group and a housing with a pressure rod, the cavities of which are hermetically separated by a flexible membrane, while the contact group is formed by fixed contacts and a contact bridge spring-loaded for their closure, installed with the possibility of moving away from the fixed contacts when moving the rod inside the case and the impact of its push pad through the membrane on the intermediate pusher of the contact bridge, it is decided that the pusher is made together with the meme wound from the same material, the cross section dimensions of the pusher in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the switch, exceed the membrane thickness.

Промежуточный толкатель установлен преимущественно в дискообразной вставке, расположенной между корпусом и основанием, при этом гибкая мембрана зафиксирована между корпусом и вставкой. The intermediate pusher is installed mainly in a disk-shaped insert located between the housing and the base, while a flexible membrane is fixed between the housing and the insert.

Шток выключателя может быть выполнен телескопическим из двух частей и снабжен внутренней пружиной, раздвигающей части штока, при этом наружная часть штока образована закрытой с торца трубкой, в которой установлена внутренняя часть штока в виде стержня, один торец которого менее внутреннего габарита трубки наружной части штока, а другой торец более внутреннего габарита отверстия корпуса, в котором расположена наружная часть штока. The rod of the switch can be made telescopic in two parts and is equipped with an internal spring that extends the parts of the rod, while the outer part of the rod is formed by a tube closed from the end, in which the inner part of the rod is installed in the form of a rod, one end of which is less than the internal dimension of the tube of the outer part of the rod, and the other end face is more of the internal dimension of the opening of the housing in which the outer part of the stem is located.

Нажимной телескопический шток, как правило, установлен в части корпуса, снабженной наружной установочной резьбой. The telescopic push rod is usually installed in a part of the body equipped with an external installation thread.

На основании выключателя может быть образована часть разъема с установленными в ней электрическими выводами. On the basis of the switch, a part of the connector with electrical terminals installed in it can be formed.

Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию "новизна". В то же время, совокупность отличительных признаков, приводящая к решению поставленной задачи, явным образом не следует из уровня техники, поэтому заявляемое техническое решение соответствует условию "изобретательский уровень". The above set of features in comparison with the prior art allows us to conclude that the claimed technical solution meets the condition of "novelty." At the same time, the combination of distinctive features, leading to the solution of the problem, does not explicitly follow from the prior art, therefore, the claimed technical solution meets the condition of "inventive step".

Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показан осевой разрез электрического выключателя при отсутствии воздействия на его нажимной шток, на фиг. 2 изображен осевой разрез электрического выключателя при полностью утопленном внутрь корпуса нажимном штоке. In FIG. 1 shows an axial section of an electric switch in the absence of impact on its pressure rod, in FIG. 2 shows an axial section of an electric switch with a pressure rod fully recessed into the housing.

Электрический выключатель состоит из основания 1 с контактной группой и корпуса 2 с нажимным телескопическим штоком 3, полости основания 1 и корпуса 2 герметично разделены гибкой мембраной 4. Контактная группа образована неподвижными контактами 5 и подпружиненным на их замыкание контактным мостом 6, установленным с возможностью отхода от неподвижных контактов 5 при перемещении штока 3 внутрь корпуса 2. Шток 3 выключателя выполнен предпочтительно телескопическим из двух частей 7, 8 и снабжен внутренней пружиной 9, раздвигающей части 7, 8 штока 3. Наружная часть 7 штока 3 образована закрытой с торца трубкой, в которой установлена внутренняя часть 8 штока 3 в виде стержня, внутренний торец которого менее внутреннего габарита трубки наружной части 7 штока 3, а наружный торец более внутреннего габарита отверстия корпуса 2, в котором расположена наружная часть 7 штока 3. В собранном состоянии телескопического устройства открытый торец трубки наружной части 7 штока 3 завальцован для удержания стержня внутренней части 8 в максимально выдвинутом положении. Нажимной телескопический шток 3 установлен в части корпуса 2, снабженной наружной установочной резьбой. Между штоком 3 и контактным мостом 6 расположен промежуточный толкатель 10, подпружиненный в сторону штока 3 и выполненный заедино с мембраной 4 из того же материала. При этом габариты сечения толкателя 10 в плоскости, перпендикулярной продольной оси выключателя, превышают толщину мембраны 4. Промежуточный толкатель 10 установлен предпочтительно в дискообразной вставке 11, расположенной между корпусом 2 и основанием 1, при этом гибкая мембрана 4 зафиксирована между корпусом 2 и вставкой 11. Контактный мост 6 снабжен отверстием, в котором расположен хвостовик 12 толкателя 10. На основании 1 выключателя образована часть 13 разъема с установленными в ней электрическими выводами 14. The electric switch consists of a base 1 with a contact group and a housing 2 with a telescopic push rod 3, the cavities of the base 1 and the housing 2 are hermetically separated by a flexible membrane 4. The contact group is formed by fixed contacts 5 and a contact bridge 6 spring-loaded for their closure, installed with the possibility of moving away from fixed contacts 5 when moving the rod 3 into the housing 2. The rod 3 of the switch is preferably made telescopic from two parts 7, 8 and is equipped with an internal spring 9, the sliding parts 7, 8 of the rod 3. the outer part 7 of the rod 3 is formed by a tube closed from the end, in which the inner part 8 of the rod 3 is installed in the form of a rod, the inner end of which is less than the inner dimension of the tube of the outer part 7 of the rod 3, and the outer end is more than the inner dimension of the hole of the housing 2, in which the outer part 7 of the rod 3. In the assembled state of the telescopic device, the open end of the tube of the outer part 7 of the rod 3 is rolled to hold the rod of the inner part 8 in the maximum extended position. The telescopic push rod 3 is installed in a part of the housing 2 provided with an external installation thread. Between the stem 3 and the contact bridge 6 is an intermediate pusher 10, spring-loaded in the direction of the rod 3 and made integrally with the membrane 4 of the same material. Moreover, the dimensions of the cross section of the pusher 10 in the plane perpendicular to the longitudinal axis of the switch exceed the thickness of the membrane 4. The intermediate pusher 10 is preferably installed in a disk-shaped insert 11 located between the housing 2 and the base 1, while a flexible membrane 4 is fixed between the housing 2 and the insert 11. The contact bridge 6 is provided with an opening in which the shank 12 of the pusher 10 is located. On the basis of 1 switch, a connector part 13 is formed with electrical leads 14 installed therein.

В исходном состоянии телескопическое устройство штока 3 полностью раздвинуто, наружная часть 7 находится в состоянии максимального выхода из корпуса 2. Промежуточный толкатель 10 смещен пружиной 15 во вставке 11 в сторону штока 3. Контактный мост 6 под воздействием пружины 15 прилегает к неподвижным контактам 5, электрическая цепь замкнута. При воздействии на наружную часть 7 телескопическое устройство штока 3 складывается до упора завальцованного торца части 7 в наружный торец внутренней части 8. Затем перемещение штока 3 передается через мембрану 4 промежуточному толкателю 10 и мосту 6, происходит размыкание контактов, разрыв цепи и отход моста 6 от неподвижных контактов 5. Снятие давления с наружной части 7 штока 3 приводит к перемещению частей механизма выключателя в обратном порядке. In the initial state, the telescopic device of the rod 3 is fully extended, the outer part 7 is in a state of maximum exit from the housing 2. The intermediate pusher 10 is displaced by the spring 15 in the insert 11 towards the stem 3. The contact bridge 6 under the influence of the spring 15 is adjacent to the fixed contacts 5, electric the circuit is closed. When exposed to the outer part 7, the telescopic device of the rod 3 is folded up to the stop of the rolled end of part 7 into the outer end of the inner part 8. Then, the movement of the rod 3 is transmitted through the membrane 4 to the intermediate pusher 10 and the bridge 6, the contacts open, the circuit breaks and the bridge 6 moves away from fixed contacts 5. Relieving pressure from the outer part 7 of the rod 3 leads to the movement of parts of the switch mechanism in the reverse order.

В результате работы описанного механизма электрического выключателя воздействие на мембрану осуществляется только со стороны наружного торца внутренней части 8 телескопического устройства штока 3, как правило, в масляной среде. Взаимодействие промежуточного толкателя 10 и контактного моста 6 не столь критично в плане надежности работы. Таким образом, за счет снятия с мембраны встречных нагрузок в условиях трения повышена надежность работы выключателя в качестве прибора для коммутации электрических цепей. As a result of the operation of the described mechanism of the electric switch, the action on the membrane is carried out only from the side of the outer end of the inner part 8 of the telescopic device of the rod 3, as a rule, in an oil medium. The interaction of the intermediate pusher 10 and the contact bridge 6 is not so critical in terms of reliability. Thus, due to the removal of counter loads from the membrane under friction conditions, the reliability of the circuit breaker as a device for switching electrical circuits is increased.

Claims (5)

1. Электрический выключатель, состоящий из основания с контактной группой и корпуса с нажимным штоком, полости которых герметично разделены гибкой мембраной, при этом контактная группа образована неподвижными контактами и подпружиненным на их замыкание контактным мостом, установленным с возможностью отхода от неподвижных контактов при перемещении штока внутрь корпуса и воздействии своей нажимной площадкой через мембрану на промежуточный толкатель контактного моста, отличающийся тем, что толкатель выполнен заедино с мембраной из того же материала, причем габариты сечения толкателя в плоскости, перпендикулярной продольной оси выключателя, превышают толщину мембраны. 1. An electric switch consisting of a base with a contact group and a housing with a pressure rod, the cavities of which are hermetically separated by a flexible membrane, while the contact group is formed by fixed contacts and a contact bridge spring-loaded to close them, which is installed with the possibility of moving away from the fixed contacts when the rod moves inward case and the impact of its push pad through the membrane on the intermediate pusher of the contact bridge, characterized in that the pusher is made integrally with the membrane from tog same material, the cross section dimensions of the pusher in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the switch, exceed the membrane thickness. 2. Электрический выключатель по п.1, отличающийся тем, что промежуточный толкатель установлен в дискообразной вставке, расположенной между корпусом и основанием, при этом гибкая мембрана зафиксирована между корпусом и вставкой. 2. The electric switch according to claim 1, characterized in that the intermediate pusher is installed in a disk-shaped insert located between the housing and the base, while a flexible membrane is fixed between the housing and the insert. 3. Электрический выключатель по п.1, отличающийся тем, что шток выключателя выполнен телескопическим из двух частей и снабжен внутренней пружиной, раздвигающей части штока, при этом наружная часть штока образована закрытой с торца трубкой, в которой установлена внутренняя часть штока в виде стержня, один торец которого менее внутреннего габарита трубки наружной части штока, а другой торец более внутреннего габарита отверстия корпуса, в котором расположена наружная часть штока. 3. The electric switch according to claim 1, characterized in that the switch rod is telescopic in two parts and is provided with an internal spring that extends the parts of the rod, while the outer part of the rod is formed by a tube closed at the end, in which the inner part of the rod is installed in the form of a rod, one end of which is less than the inner dimension of the tube of the outer part of the rod, and the other end of the inner dimension of the hole in the housing in which the outer part of the rod is located. 4. Электрический выключатель по п.1, отличающийся тем, что нажимной телескопический шток установлен в части корпуса, снабженной наружной установочной резьбой. 4. The electric switch according to claim 1, characterized in that the telescopic push rod is installed in a part of the housing provided with an external installation thread. 5. Электрический выключатель по п.1, отличающийся тем, что на его основании образована часть разъема с установленными в ней электрическими выводами. 5. The electric switch according to claim 1, characterized in that on its basis a part of the connector is formed with the electrical leads installed in it.

Images