ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Российский патент 2002 года по МПК H01H15/00 H01H1/24 

Изобретение относится к выключателю, согласно ограничительной части главного пункта формулы изобретения изобретение относится, далее, к проволочному контакту, в частности для использования в выключателе.

Такой выключатель известен из патента DE 3145802 С2. Неподвижные контакты образованы выполненными в форме полос контактными язычками, которые проходят через плиту основания или отлиты с плитой основания и снабжены выступающими стойками из изолирующего материала. Выполненное из плоского материала коммутационное устройство, которое прикреплено к управляющему элементу, имеет выполненные в форме полосы контактные язычки, которые перемещаются вдоль установленных неподвижно контактных язычков, так что в каждом случае после образования изолирующих стоек получается или не получается электрическое соединение между скользящими друг по другу контактными язычками. Коммутационное устройство может дополнительно прерываться между контактными язычками, так что могут получаться различные положения включения или предписанные электрические соединения.

Известный выключатель по своей конструкции относительно дорог и из-за имеющих форму полос контактов лишь в очень ограниченной степени может быть миниатюризирован.

В последнее время все более возрастающее значение приобретает миниатюризация выключателей, которые используются в автомобилях. Из-за все возрастающей комфортности увеличивается количество требуемых выключателей. Одновременно уменьшается место, в частности на панели переключения, так как там дополнительно должны размещаться навигационные экраны и т.д.

В основе изобретения лежит задача создать выключатель с малой потребностью в площади, который при обеспечении высокой надежности функционирования может быть изготовлен при благоприятных затратах и к которому можно предъявить самые разные требования.

Эта задача решается с помощью признаков главного пункта формулы изобретения.

В выключателе согласно изобретению неподвижные контакты образованы с помощью простых проволочных контактов, т.е. с помощью определенным образом выгнутой проволоки. Такой проволочный контакт имеет чрезвычайно малую потребность в пространстве, может изготовляться с малыми затратами и крепится на плите основания простым способом. Электрическое коммутационное устройство, по которому перемещается контактная дуга проволочного контакта, простым образом образуется с помощью коммутационной панели, электрическая схема которой или ее контур провода определяет электрическое соединение между отдельными проволочными контактами в различных положениях управляющего элемента, на котором закреплена эта коммутационная панель. Функционирование выключателя или его положения включения можно таким образом определять, так сказать, путем программирования коммутационной панели. Для самых различных случаев применения можно применять одинаковые плиты основания, причем лишь контур свободно расположенных электрических проводов или участков, подлежащих контактированию посредством контактных участков проволочных контактов, подгоняется к соответствующим требованиям.

П. 2 формулы изобретения характеризует особенно простой вариант выполнения проволочного контакта согласно изобретению.

С помощью признаков п.3 достигается особенно надежное крепление проволочных контактов в плите основания без необходимости никакой пайки.

С помощью признаков п.4 достигается то, что выключатель согласно изобретению простым способом может подключаться к комплексным электрическим схемам или управляющим приборам.

С помощью п.5 дополнительно повышается надежность работы выключателя.

Пп.6-8 направлены на предпочтительные варианты выполнения коммутационной панели.

С помощью признаков пп.9 и 10 можно предпочтительным образом оказывать влияние на Haptik, т.е. на чувствительность срабатывания выключателя.

П.11 направлен на вариант выполнения выключателя, с помощью которого можно подключать чрезвычайно большое количество проволочных контактов с помощью единственного управляющего элемента в компактном пространстве.

Пп. 12-15 направлены на предпочтительный вариант выполнения контактных участков проволочных контактов.

П. 16 характеризует основное устройство проволочного контакта, который находит применение в выключателе согласно изобретению, но может использоваться с преимуществом также в других выключателях.

В целом выключатель согласно изобретению может миниатюризироваться в такой степени, что он делает возможной связь между микромеханикой (механикой выключателя) и электроникой (укомплектованная печатная плата и т.д.).

Изобретение поясняется далее в виде примера с помощью схематических чертежей с другими подробностями, на которых показано:
фиг.1 - поперечное сечение выключателя,
фиг. 2 - вид частичного разреза выключателя согласно фиг.1, разрезан по плоскости II-II на фиг.1,
фиг.3-5 - показ различных вариантов выполнения коммутационной панели,
фиг.6 - детализированный вид согласно фиг.2 измененного варианта выполнения,
фиг. 7 - детализированный вид согласно фиг.2 в измененном варианте выполнения,
фиг.8 - пример крепления проволочного контакта на печатной плате,
фиг.9 - вид детализированного разреза контактного участка и
фиг. 10 - вид детализированного разреза измененного варианта выполнения контактного участка.

Согласно фиг. 1 выключатель имеет плиту 2 основания, которая выполнена монолитно со стенками 4 корпуса и сама по себе образует дно корпуса выключателя. По стенкам 4 корпуса направляется с возможностью перемещения управляющий элемент 6. Способность перемещаться может быть такой, что управляющий элемент 6 может принимать два определенных положения (положение вдвигания и положение покоя) или несколько определенных положений или же выполнен лишь как кнопочный выключатель, причем из определенного внешнего положения его можно сдвигать во внутреннее положение, из которого он возвращается во внешнее положение автоматически. Так как это не относится непосредственно к изобретению, то направление управляющего элемента и его, при необходимости, фиксирование на стенках корпуса или на состоящей из плиты 2 основания и стенок 4 корпуса нижней части корпуса не поясняется. Примеры выполнения таких направляющих и фиксаторов описаны в патенте DE 3145803 С2.

С управляющим элементом б жестко связана коммутационная панель 8, которая проходит примерно параллельно направлению движения управляющего элемента 6 и имеет контактные участки 10 в местах, в которых находятся у различных положений управляющего элемента 6 выполненные в виде контактной дуги 12 контактирующие участки проволочных контактов 14 (фиг.2).

Коммутационная панель 8 предпочтительно является в целом выполненной в форме пластины деталью, которая вставлена в не показанные выемки в управляющем элементе 6 и там закреплена, например, с помощью склеивания. Коммутационная панель 8 может быть также наклеена на образованные на управляющем элементе 6 поверхности стоек или закреплена на управляющем элементе 6 каким-либо иным способом.

Как видно из фиг.2, каждый проволочный контакт 14 изготовлен из выгнутой определенным образом проволоки, предпочтительно пружинной проволоки, как, например, бериллиевая проволока, которая может быть посеребрена или позолочена. На своем, обращенном к контактной дуге 12 конце проволочный контакт 14 отогнут в целом 3-образно, так что в общем получается U-образная дуга 16 и свободный конец 18. U-образная дуга 16 вставлена в шлиц 20 плиты 2 основания; свободный конец 18 пронизывает выполненное в плите 2 основания отверстие 22. Таким образом проволочный контакт 14 зафиксирован против вращения и устанавливается простым вставлением в плиту 2 основания с надежным удерживанием, причем, как показано на фиг.8, в области перемычек U-образной дуги 16 могут быть выполнены углубления 24, которые обеспечивают фиксирование в плите 2 основания.

В представленном примере плита 2 основания выполнена непосредственно в виде печатной платы с проводящими дорожками 26, которые обеспечивают электрический контакт для проволочных контактов 14, в частности, если электропроводный материал проводящих дорожек проходит вплоть до стенок шлица 20 и отверстия 22, то не требуется никакой пайки между проволочным контактом 14 и выполненной в виде печатной платы плитой основания. Понятно, что прикрепление проволочных контактов к плите основания можно осуществить иным способом, например путем заливки, причем подсоединительные провода можно непосредственно спаять с проволочными контактами или прикрепить к ним другим способом.

Как видно далее из фиг.2, плита 2 основания предпочтительно выполнена с перемычками 28, которые ограничивают упруго напряженное предварительное отклонение проволочного контакта 14 согласно фиг.2 в направлении против часовой стрелки, так что коммутационная панель, если она, начиная сверху, входит в контакт с контактной дугой 12, надежно охватывает ее наружную сторону или выпуклую сторону, и контактная дуга 12 приходит в положение упругого прилегания к коммутационной панели 8.

Как видно далее из фиг.2, коммутационная панель 8 в этом примере выполнения состоит из обращенного к контактной дуге 12 слоя 30 пластмассы, который в области контактного участка 10 выполнен с отверстиями 32. На обратной стороне слоя 30 пластмассы нанесен металлически проводящий слой 34, который проходит через отверстия 32 и свободно лежит на контактных участках 10.

Коммутационная панель 8 в качестве альтернативы может быть выполнена таким образом, что металлическая плита основания прикрыта пластмассовой маской, которая в области 10 контакта имеет сквозное отверстие. В этом случае контактные участки 10 углублены.

Коммутационная панель предпочтительно состоит из Si-Cu и дополнительно может быть посеребренной или позолоченной.

Альтернативно коммутационная панель 8 может быть отштампована из металлической пластины (фиг.5) и нанесена на состоящую предпочтительно из пластмассы плиту основания, так чтобы имелись заданные контактные участки и электрически соединялись друг с другом определенным образом.

Описанные примеры выполнения коммутационной панели 8 никоим образом не являются исчерпывающими.

Фиг. 3 показывает пример выполнения коммутационной панели 8 с металлической пластиной, которая в направлении вверх (к наблюдателю) уплотнена слоем пластмассы, так что лишь контактный участок 10 свободно лежит на заданных местах. Заштрихованные поверхности являются проводящими поверхностями, которые находятся друг с другом в электропроводящей связи. Представленная коммутационная панель 8 применяется в выключателе, который имеет три расположенных рядом друг с другом проволочных контакта, которые соответствуют трем расположенным рядом друг с другом участкам коммутационной панели согласно фиг.8. Оба расположенных рядом друг с другом участка каждой из расположенных рядом друг с другом областей соответствуют двум положениям включения I и II. Как можно видеть, левый (не показанный) проволочный контакт а как в положении I, так и в положении II соединен с электрически проводящим контактным участком 10. Для среднего проволочного контакта b лишь в положении I имеется контактный участок 10. В положении II электрическая связь отсутствует. Подобным образом для правого проволочного контакта с лишь в положении II доступен контактный участок 10, где, в противоположность I, не виден никакой контактный участок. Электрическая схема замещения выключателя представлена на фиг.3 справа и соответствует переключателю.

Фиг. 4 показывает коммутационную панель 8, с которой контактируют четыре не представленных проволочных контакта а, b, с и d и которая также имеет два положения I и II. Схема замещения представлена на фиг.4 справа.

Фиг.5 показывает пример выполнения коммутационной панели 8, которая образована с помощью штампованной детали и функция которой соответствует коммутационной панели согласно фиг.4. Контактные участки 10 могут быть выполнены, например, в виде углублений, так чтобы получалось некоторое фиксирование, когда контактная дуга 12 попадает на контактный участок 10, что предпочтительным образом оказывает влияние на Haptik выключателя.

Фиг. 6 еще раз уточняет эти мероприятия для достижения при выключателе высококачественного чувства обслуживания. Коммутационная панель 8 имеет в области контактных участков 10, независимо от того, являются ли эти контактные участки 10 электрически проводящими областями или нет, углубления 32, в которые вдвигаются контактные дуги 12 проволочных контактов 14 вследствие упругого предварительного напряжения контактов 14, так что возникает некоторая удерживающая сила для управляющего элемента. Понятно, что углубления 32 можно выполнить также в других местах, в которых желательна определенная характеристика срабатывания, и что углубления могут быть образованы проходящими поперек коммутационной панели 8 пазами.

Фиг.7 показывает измененный вариант выполнения коммутационной панели 8 с контактными участками 10 и приспособленным к ней вариантом выполнения проволочного контакта 14. Коммутационная панель 8 продолжена вниз в перемычку 34, которая имеет углубления 36, в которые попадают выступы 38, если коммутационная панель 8 сдвигается относительно проволочного контакта 14 вместе с управляющим элементом 6 (фиг.2). Проволочный контакт 14 согласно фиг.7 находится в состоянии предварительного упругого напряжения налево, так что контактная дуга 12 от выступа 38 приподнимается к поверхности коммутационной панели, когда выступ 38 не находится в углублении 36. Если выступ 38 попадает в одно из углублений 36, то контактная дуга 12 прилегает к поверхности коммутационной панели 8. Этот вариант выполнения доставляет, таким образом, к оформлению коммутационной панели 8 дополнительные свободные пространства и позволяет особенно эффективно влиять на Haptik (чувствительность) срабатывания выключателя.

Понятно, что у одного управляющего элемента 6 можно выполнить многочисленные коммутационные панели 8, например, последовательно друг за другом или на четырех сторонах выступающей во внутрь шахты, которым приданы соответственно многочисленные проволочные контакты 14 на плите основания 2. Таким образом, непосредственно на печатной плате можно установить чрезвычайно комплексный выключатель с высокой миниатюризацией.

Фиг. 8 показывает подробно установку проволочного контакта 14 на плите 2 основания. Проволочный контакт 14 на полках U-образной дуги 16 имеет углубления 24, которые обеспечивают надежное удерживание на плите 2 основания. Металлический материал проводящих дорожек 26 проходит предпочтительно вдоль торцевых стенок шлица 20 и стенки отверстия 22, так что обеспечено надежное электрическое подсоединение проволочного контакта 14 к проводящей дорожке 26.

Фиг. 9 показывает пример, при котором контактная часть проволочного контакта 14 образована не только лишь его изгибом к контактной дуге, а благодаря тому, что к проволочному контакту 14 прикреплена, к примеру путем пайки или сварки, контактная накладка 40 из соответствующего контактного материала, который может быть дополнительно посеребрен или позолочен.

Фиг. 10 показывает другой пример, при котором контактный участок образован благодаря тому, что на проволочный контакт 14 надвинута, а затем прижата трубочка 42 из соответствующего материала, причем лишь в прессформе достигается изогнутая форма.

Оба примера выполнения согласно фиг.9 и 10 имеют то преимущество, что нужно облагораживать, например путем серебрения или золочения, не всю проволоку проволочного контакта 14 и что контактный участок очень целесообразно должен быть согласован с коммутационной панелью в отношении материала и придания формы для длительной надежности в работе.

Изобретение относится к области электротехники. Выключатель содержит плиту основания, проволочные неподвижные контакты и сдвигаемый перпендикулярно относительно плиты основания управляющий элемент, на котором установлено коммутационное устройство. Одни концы проволочных контактов закреплены на плите основания, а другие концы заканчиваются контактной дугой. Коммутационное устройство образовано коммутационной панелью, которая в обоих положениях управляющего элемента электрически соединяет друг с другом прилегающие к ней при упругом предварительном напряжении контактные дуги проволочных контактов. Технический результат - миниатюризация выключателя с обеспечением малой потребности в площади для его размещения. 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Выключатель, содержащий а) плиту (2) основания, на которой установлены неподвижные контакты (14) и б) перемещаемый перпендикулярно относительно плиты основания между по меньшей мере двумя положениями управляющий элемент (6), который содержит электрическое коммутационное устройство, которое выполнено с возможностью приведения в контакт с неподвижными контактами и при перемещении управляющего элемента переключает первое заданное электрическое соединение между неподвижными контактами во второе заданное электрическое соединение, отличающийся тем, что в) неподвижные контакты выполнены в виде проволочных контактов (14), одни концы которых закреплены на плите (2) основания, а другие концы имеют контактный участок (12; 40; 42), выполненный в виде контактной дуги, и г) что электрическое коммутационное устройство образовано с помощью коммутационной панели (8), которая в обоих положениях управляющего элемента (6) электрически соединяет друг с другом прилегающие к ней при упругом предварительном напряжении контактные дуги проволочных контактов. 2. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что проволочные контакты (14) у своих закрепленных на плите (2) основания концов отогнуты S-образно, причем свободный конец (18) S-образного конечного участка вставлен в отверстие (22) плиты основания и основание образованной рядом со свободным концом U-образной дуги (16) вставлено в выполненный рядом с отверстием шлиц (20) плиты основания. 3. Выключатель по п. 2, отличающийся тем, что по меньшей мере одно из плеч U-образной дуги (16) выполнено с углублением (24), которое фиксируется плитой (2) основания. 4. Выключатель по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что плита (2) основания выполнена в виде печатной платы (2; 26), проводящие дорожки (26) которой электрически проводимо связаны с проволочными контактами (14). 5. Выключатель по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что от плиты (2) основания выступают перемычки (28), которые ограничивают подвижность ведущих к контактным дугам (12) участков проволочных контактов (14). 6. Выключатель по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что коммутационная панель (8) является штампованной деталью. 7. Выключатель по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что коммутационная панель (8) представляет собой печатную плату с обращенными к контактным участкам (12; 40; 42) проволочных контактов (14) контактами (10). 8. Выключатель по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что коммутационная панель (8) является металлической пластиной, которая в направлении контактных участков (12; 40; 42) проволочных контактов (14) имеет электрически изолирующий слой (30) покрытия с выемками для контактирования металлической пластины с помощью контактных участков. 9. Выключатель по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что коммутационная панель (8) имеет касаемые с проволочными контактами углубления (32) для оказания влияния на усилие срабатывания управляющего элемента (6). 10. Выключатель по одному из пп. 1-9, отличающийся тем, что прилегание контактных участков (12; 40; 42) проволочных контактов (14) к коммутационной панели (8) определено связанными с управляющим элементом (6) пластмассовыми перемычками (34), которых касаются образованные на проволочных контактах (14) выступы (38). 11. Выключатель по одному из пп. 1-10, отличающийся тем, что на управляющем элементе выполнено несколько коммутационных панелей, которые взаимодействуют с расположенными соответственно на плите основания проволочными контактами. 12. Выключатель по одному из пп. 1-11, отличающийся тем, что проволочный контакт (14) на контактном участке изогнут в контактную дугу (12). 13. Выключатель по одному из пп. 1-11, отличающийся тем, что проволочный контакт на контактном участке имеет контактный элемент (40; 42). 14. Выключатель по п. 13, отличающийся тем, что контактный элемент является напрессованной на проволочный контакт трубочкой (42). 15. Выключатель по п. 13, отличающийся тем, что контактный элемент является прикрепленной к проволочному контакту контактной накладкой (40).