Бесконтактный кнопочный переключатель с фиксацией положения Советский патент 1984 года по МПК H01H36/00 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в переключающих бесконтактных устройствах,, содержащих постоянные магниты и требукицих одного или нескольких фиксированных положений. Известны конструкции кнопочных переключателей с механическими устройствами фиксации приводного элемента в рабочем положении, состоящие из корпуса, приводного элемента, исполнительного механизма, обеспечивающего переключение, и механизма фик ации, состоящего из ограничителя и фиксатора. Последний (например, шток согнутая проволока, ламель и пр.) связывает через ограничитель подвижный приводной элемент и неподвижный корпус Своим свободным концом фиксатор перемещается по профилированно канавке замкнутого контура, вьтолненной в форме сердечка, которая расположена на ограничителе. Ограничитель может располагаться, как на приводном элементе, так и на корпусе. Ступеньки, образованные профилем канавки, обеспечивают движение фикса тора в заданном направлении по контуру канавки при взаимном перемещени приводного элемента и корпуса, а так же фиксацию приводного элемента при возвратном движении под действием пружины. При повторном нажатии фикса тор освобождается и приводной элемен возвращается висходное положение под действием пружины. Для обеспечеНИН постоянного прилегания фиксатора к профилю канавки применяются различ ные механические упругие элементы (пружины, ламели и пр.) СО Однако данные механические фиксаторы являются крайне ненадежными. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является бес контактшлй кнопочнь переключатель с фиксацией положения, состоящий из корпуса, приводного элемента с клави шей, исполнительного механизма, вклю чающего в себя закрепленную в корпусе hetKpocxeMy с генератором Холла и магнит, закрепленный на приводном .элементе, механизма фиксащш, состоящего из закрепленного в корпусе огранн игеля и проволочного пружин ного фиксатора, один конец которого жестко закреплен на приводном элейен те, а другой конец, выполненный в ви де крючка, взаимодействует с элементами ограничителя, и возвратной пружины. При нажатии на приводной элемент крючок фиксатора перемещается по профилированной канавке ограничителя и на возвратном ходу приводного элемента осуществляет фиксацию его. При повторном нажатии фиксатор, продолжая перемеще;ние по профилированной канавке, позволяет,приводному элементу вернуться в исходное положение. Ступенька в канавке ограничителя заставляет фиксатор осуществлять движение по часовой стрелке. Прилегание к контуру профильной канавки достигается за счет упругих сил, возникающих при деформации фиксатора, выполненного из проволоки .21, Однако в известном бесконтактном кнопочном переключателе с фиксацией положения наиболее ненадежным элементом является механизм фиксации. Основными причинами поломок являются износ ограничителя и поломка фиксатора. В ограничителе в процессе перемещения конца фиксатора по дну канавки происходит износ ступеньки. Сравнительно быстрое истирание ступеньки происходит ввиду больших удельных давлений, с которыми фиксатор воздействует на дно канавки, так как воздействие происходит торцовой частью проволочного фиксатора. Поломка фиксатора вызывается усталостными напряжениями в проволочном пружинном фиксаторе при его сложном движении по профШ1ьной канавке. Таким образом, переключатель с шксацйей положения имеет ограниченный срок службы. Цель изобретения - увеличение срока службы бесконтактного кнопочного переключателя с фиксацией положения путем увеличения износостойкости механизма фиксации. Поставленная цель достигается тем, что в бесконтактном кнопочном переключателе с фиксацией положения, содержащем корпус, подвижный приводной элемент, исполнительный механизм, по крайней мере один постоянный магнит, установленный на приводном элементе, механизм фиксации и пружину возврата, причем механизм фиксации выполнен в виде размещенного в корпусе ограничителя и фиксатора, один конец которого закреплен на подвижном приводном элементе, а другой взаимодействует с элементом ограничителя, фиксатор выполнен из магнитного материала и закреплен на подвижном при- 3. водном элементе шарнирно, причем точка его крепления размещена в вертикальной плоскости симметрии полюса одного из магнитов, ограничитель выполнен в виде кулачка и ограничительного выступа, выполненных и расположенных в соответствии с фиг.2,так что при перемещении подвижного приводного элемента из исходного состояния в рабочее и обратно конец фиксатора, взаимодействующий с элементами ограничителя, обкатывает профиль кулачка и возвращается в .исходное положение. На фиг.1 изображен предлагаемый кнопочный переключатель с магнитномеханическим механизмом фиксации, общий вид; на фиг.2 - схема работы механизма фиксации. В корпусе 1 переключателя размещен подвижный приводной элемент 2, который имеет возможность поступательного движения вдоль вертикальной оси переключателя. На верхнем конце подвижного приводного элемента 2 расположена клавиша 3, а на нижнем конце - постоянные магниты 4 и 5, между которыми имеется зазор. На основаиии 6 корпуса 1 закреплена микросхема 7 (генератор Холла), расположенная в зазоре между магнитами 4 и 5 (фиг.1), На подвижном приводном элементе 2 закреплен щариирно фиксатор 8, а в корпусе 1 - ограничитель 9. Между приводным элементом 2 и основанием б расположена пружина 10 возврата приводного элемента в исходное положение. Ограничитель 9 состоит из кулачка 11 и ограничительного выступа 12 (фиг.2). Кроме того, на фиг.2 показаны основные положения работы механизма фиксагщи: исходное положение 13 свободного конца фиксатора 8, крайнее правое положение 14 свободного конца фиксатора 8, положение 15 свободного конца фиксатора 8 при крайнем нижнем положении приводного элемента 2 при первом нажатии, положение 16 свободного конца фиксатора 8 в момент фиксации, положение 17 свободного конца фиксатора 8 при крайнем нижнем положении приводного элемента 2 при повторном нажатии, положение 18 свобод ного конца фиксатора 8 при возвратном движении приводного элемента 2,. крайнее левое положение 19 свобоанег 214 го конца .фиксатора 8, вертикальная ось 20 симметрии полюса магнита 5. Устройство работает следующим образом. Для обеспечения срабатьтания микросхемы 7 необходимо переместить и зафиксировать приводной элемент 2 ie нижнем положении таким образом, чтобы магнитное поле магнитов 4 и 5 воздействовало на микросхему. При перемещении приводного элемента 2 в нижнее полбжение свободный конец фиксатора 8, обкатываясь по кромке кулачка 11, из исходного положения 13 перемещается в крайнее правое положение 14, при этом фиксатор 8 разворачивается вокруг точки шарнирного соединения против часовой стрелки. Достигнув крайнего правого положения 14, фиксатор 8 выходит из соприкосновения с кулачком 11 и под действием сил магнитного поля, стремясь занять положение устойчивого равновесия вдоль вертикальной оси симметрии 20 полюса магнита 5, разворачивается по часовой стрелке пока не достигнет ограничительного выступа 12 в положение 15. При возвратном движении приводного элемента 2 под действием пружины 10 свободный конец фиксатора 8 входит в соприкосновение с кулачком 11 и занимает фиксированное положение 16. Таким образом, осуществляется фиксация- приводного элемента 2 в нижнем положении. При этом срабатывает микросхема 7, оказавшаяся в поле магнитов 4 и 5. При повторном перемещении приводного элемента 2 а крайнее нижнее положение свободный конец фиксатора 8, разворачиваясь по часовой стрелке к положению устойчивого равновесия, выхбдит из зацепления с кулачком 11 н под действием магнитных сил магнита 5 оказывается в положении 17. .При возвратном движении приводного элемента 2 под действием пружины 10 свободный конец фиксатора 8 вновь входит в соприкосновение с .кулачком 11 в положении 18 и, обкатываясь по его кромке, занимает крайнее левое положение 19, а при дальнейшем перемещении вверх приводного элемента 2 фиксатор 8 под действием сил магнитного поля занимает исходное положение 13 устойчивого равновесия вдоль оси 20. Таким образом, механизм фиксации готов к новому-циклу работы. Повышение износоустойчивости механизма фиксации имеет большое значение S112 для бесконтактных переключателей, где срок службы исполнительных полупроводниковых элементов велик, а наличие механических узлов снижает срок службы переключателя в целом. В предлагаемом переключателе значительно увеличен ресурс наработки, так как отсутствуют основные причины поломок механизма фиксации, а именно нет усталостных напряжений в фиксаторе за счет упругих деформаций и истирания ограничителя, так как фиксатор рвободно обкатывается по кулачку, под действием магнитных сил. 1 Кроме того, значительно упрощена сборка механизма фиксации, что повышает технологичность изделия. По сравнению с известными переключателями с механическим узлом фиксации, которые имеют по 10 циклов переключений, переключателем ПГК, имеющим 2, 10 циклов переключений, предлагае1 1й бесконтактный переключатель имеет значительно больший срок службы, а именно 7, 5, 10 циклов переключений.

БЕСКОНТАКТНЫЙ КНОПОЧНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ С ФИКСАЦИЕЙ ПОЛОЖЕНИЯ, содержащий корпус, подвижный приводной элемент, исполнительный механизм, по крайней мере один постоянный магнит, установленный на приводном элементе, механизм фиксации и пружину возврата, причем механизм фиксации выполнен в виде размещенного в корпусе ограничителя и фиксатора, один конец которого закреплен на подвижном приводном элементе, а другой взаимодействует с элементом ограничителя, отличающийся тем что, с целью повышения срока службы переключателя путем увеличения износостойкости механизма фиксации, фиксатор выполнен из магнитного материала и закреплен на подвижном приводном элементе шарнирно, причем точка его крепления размещена в вертикальной плоскости симметрии полюса одного из магнитов, ограничитель выполнен в виде кулачка и ограничительного выступа, выполненных и расположенных в соответствии с фиг.2, так,, что при перемещении подвижного приводного элемента из исходного состояния в рабочее и обратно конец фикса(Л тора, взаимодействующий с элементами . ограничителя , обкатывает профиль кулачка и возвращается в исходное положение.

Г2

20

Фиг. 2