ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИБОР С БИСТАБИЛЬНОЙ ИЛИ МОНОСТАБИЛЬНОЙ КОНФИГУРАЦИЕЙ Российский патент 2010 года по МПК H01H13/56 

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.

Изобретение относится к области электротехники. Техническим результатом является упрощение и повышение надежности конструкции. Электрический прибор содержит корпус, в котором предусмотрены кнопка, выполненная 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 захватный механизм содержит средства перемещения соединенного с кнопкой штифта между упомянутым исходным положением и смещенным первоначальным положением, когда кнопка находится в выдвинутом положении. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Электрический прибор (1), содержащий корпус (2), в котором предусмотрены:
кнопка (3), выполненная с возможностью занимать выдвинутое положение и утопленное положение;
захватный механизм (9), с которым взаимодействует кнопка (3), содержащий селектор (4), доступный снаружи корпуса (2) и выполненный с возможностью занимать первое положение, соответствующее конфигурации бистабильного состояния прибора (1), при которой кнопка (3) альтернативно удерживается в своем утопленном положении и в своем выдвинутом положении, и второе положение, соответствующее конфигурации моностабильного состояния прибора (1), при которой кнопка (3) может иметь свободный ход между своими выдвинутым и утопленным положениями;
при этом захватный механизм (9) содержит штифт (18), соединенный с кнопкой (3) и взаимодействующий, когда селектор (4) находится в первом положении, с кулачковым трактом (13), выполненным вокруг выступающего сектора (11), содержащего захватный паз (17), таким образом, что при воздействии на кнопку (3) усилия в направлении от ее выдвинутого положения к утопленному положению штифт (18) переходит из исходного положения в захватное положение, в котором штифт (18) находится в захватном пазу (17), по участку (19) прямого хода кулачкового тракта (13), и при последующем воздействии на копку (3) усилия, отжимающего ее в выдвинутое положение, штифт (18) переходит из своего захватного положения в исходное положение по участку (20) обратного хода кулачкового тракта (13), выполненному отдельно от участка (19) прямого хода;
отличающийся тем, что захватный механизм (9) содержит средства перемещения штифта (18) между упомянутым исходным положением и смещенным первоначальным положением, когда кнопка (3) находится в выдвинутом положении, за счет чего штифт (18) может зайти на упомянутый участок (20) обратного хода кулачкового тракта (13), когда селектор (4) находится в своем втором положении.

2. Электрический прибор по п.1, отличающийся тем, что упомянутое исходное положение находится на участке (19) прямого хода кулачкового тракта (13), а упомянутое смещенное первоначальное положение находится на участке (20) обратного хода кулачкового тракта (13).

3. Электрический прибор по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что выступающий сектор (11) содержит заострение (21) напротив его захватного паза (17), при этом исходное положение и смещенное первоначальное положение находятся по разные стороны от заострения (21).

4. Электрический прибор по п.1, отличающийся тем, что содержит гнездо (16), в которое может заходить штифт (18), когда кнопка (3) находится в выдвинутом положении, при этом упомянутые средства перемещения выполнены с возможностью изменения положения гнезда (16).

5. Электрический прибор по п.4, отличающийся тем, что селектор (4) содержит вращающуюся деталь (15), содержащую гнездо (16), при этом поворот вращающейся детали (15) приводит к перемещению гнезда (16).

6. Электрический прибор по п.5, отличающийся тем, что вращающуюся деталь (15) устанавливают в круглом направляющем гнезде (10).

7. Электрический прибор по п.6, отличающийся тем, что селектор (4) содержит рычаг, содержащий на одном своем конце ручку (14) и на другом своем конце вращающуюся деталь (15).

8. Электрический прибор по п.7, отличающийся тем, что ручка (14) выполнена с возможностью перемещения вдоль изогнутой канавки (5), концентричной по отношению к круглому направляющему гнезду (10).

9. Электрический прибор по одному из пп.5-8, отличающийся тем, что кулачковый тракт (13) ограничен между выступающим сектором (11) и узлом, образованным вращающейся деталью (15) и закрытой камерой (12), охватывающей выступающий сектор (11).

10. Электрический прибор по п.1, отличающийся тем, что захватный механизм (9) закрепляют на внутренней стороне стенки (7) корпуса (2).