本發(fā)明涉及觸摸動(dòng)作式電氣開關(guān)。
本發(fā)明更特別的是涉及這樣一種觸摸動(dòng)作式電氣開關(guān),其具有下部活動(dòng)電觸點(diǎn),所述下部活動(dòng)電觸點(diǎn)例如呈圓頂形,操作按鈕通過彈性材料制的一體式致動(dòng)體間接作用于下部活動(dòng)電觸點(diǎn),這種開關(guān)設(shè)計(jì)成使得在按鈕工作行程的第一階段期間獲得預(yù)加載效應(yīng),然后在工作行程的第二階段期間,下部活動(dòng)電觸點(diǎn)的活動(dòng)部分被操控以建立電流通路。
背景技術(shù):
具有預(yù)加載行程的觸摸動(dòng)作式電氣開關(guān)例如從美國(guó)文獻(xiàn)US-B2-7 109 431中已知。
根據(jù)該文獻(xiàn)中描述和示出的解決方案,難以控制在通過按鈕對(duì)中間致動(dòng)體進(jìn)行的工作行程的第一部分或第一階段期間施加的預(yù)加載力的數(shù)值,同時(shí)在旨在建立電流通路的工作行程的第二部分或第二階段期間保持所需觸摸動(dòng)作的有效傳遞。
本發(fā)明旨在克服這些缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為此,本發(fā)明提出上述類型的一種電氣開關(guān),其具有:
-殼體,殼體用絕緣材料制成,具有下基部,下基部限定豎直向上敞開的槽座;
-多個(gè)固定的分開的電觸點(diǎn),電觸點(diǎn)布置在下基部的豎直向上的表面上,電觸點(diǎn)包括至少一個(gè)第一固定電觸點(diǎn)和至少一個(gè)第二固定電觸點(diǎn);
-活動(dòng)電觸點(diǎn),活動(dòng)電觸點(diǎn)布置在下基部的所述表面上方,包括第一非活動(dòng)部分和第二活動(dòng)部分,第一非活動(dòng)部分與第一固定電觸點(diǎn)進(jìn)行電接觸,第二活動(dòng)部分能豎直向下朝第二固定電觸點(diǎn)活動(dòng);
-一體式的致動(dòng)體,致動(dòng)體用彈性材料制成,布置在下基部中,包括:
i)上中央部,上中央部具有:
*下支承部分,下支承部分向下朝向活動(dòng)電觸點(diǎn)的第二活動(dòng)部分;
*力接收致動(dòng)上部分,用于接收大體上豎直向下的致動(dòng)力;
ii)下周沿部,下周沿部相對(duì)于殼體支撐彈性的致動(dòng)體;
iii)以及壁部,壁部使上中央部和下周沿部連接在一起;
-以及上部中央按鈕,上部中央按鈕具有用于作用在力接收致動(dòng)上部分上的中央致動(dòng)面,
在觸摸動(dòng)作式電氣開關(guān)中,活動(dòng)電觸點(diǎn)布置成:
*在正常息止?fàn)顟B(tài),活動(dòng)電觸點(diǎn)的第二活動(dòng)部分與所述第二固定電觸點(diǎn)隔開;
*當(dāng)受到沿豎直向下方向的預(yù)定值的致動(dòng)力時(shí),活動(dòng)電觸點(diǎn)的第二活動(dòng)部分與第二固定電觸點(diǎn)接觸,以使第一固定電觸點(diǎn)和第二固定電觸點(diǎn)電連接。
本發(fā)明提出一種適用于這種電氣開關(guān)的富有創(chuàng)造性的構(gòu)思。
根據(jù)第一種解決方案,觸摸動(dòng)作式電氣開關(guān)的特征在于:
--用彈性材料制成的致動(dòng)體具有上側(cè)向部,上側(cè)向部圍繞致動(dòng)體的上中央部的用于接收豎直向下的致動(dòng)力的力接收致動(dòng)上部分;
--上部中央按鈕具有側(cè)向致動(dòng)面,用于作用在彈性材料制成的致動(dòng)體的所述上側(cè)向部上;
其特征還在于,相繼地,
---在上部中央按鈕的工作行程的第一階段期間,上部中央按鈕的中央致動(dòng)面作用于力接收致動(dòng)上部分,使薄壁部彈性變形;
---在上部中央按鈕的工作行程的第二階段期間,上部中央按鈕的側(cè)向致動(dòng)面作用于所述上側(cè)向部。
根據(jù)第二種解決方案,觸摸動(dòng)作式電氣開關(guān)的特征在于:
--用彈性材料制成的致動(dòng)體具有上側(cè)向部,上側(cè)向部圍繞彈性的致動(dòng)體的上中央部的用于接收豎直向下的致動(dòng)力的力接收致動(dòng)上部分;
--上部中央按鈕具有側(cè)向致動(dòng)面,用于作用在彈性的致動(dòng)體的所述上側(cè)向部上;
其特征還在于,相繼地,
---在上部中央按鈕的工作行程的第一階段期間,上部中央按鈕的側(cè)向致動(dòng)面作用于上側(cè)向部;
---在上部中央按鈕的工作行程的第二階段期間,上部中央按鈕的中央致動(dòng)面作用于力接收致動(dòng)上部分,使壁部彈性變形。
根據(jù)按照本發(fā)明的兩種解決方案中任一解決方案的其他特征:
-圍繞彈性的致動(dòng)體的上中央部的力接收致動(dòng)上部分的所述上側(cè)向部是豎直向上的管狀筒形部;
-上側(cè)向部由上部水平環(huán)形致動(dòng)表面限定,上部中央按鈕的具有匹配形狀的側(cè)向致動(dòng)面作用于所述上部水平環(huán)形致動(dòng)表面;
-所述上側(cè)向部由具有圓環(huán)狀形廓的上部水平環(huán)形致動(dòng)表面限定,上部中央按鈕的呈截錐形狀的側(cè)向致動(dòng)面作用于所述上部水平環(huán)形致動(dòng)表面;
-彈性的致動(dòng)體的上中央部是圓柱形部,上中央部的向下朝向活動(dòng)電觸點(diǎn)的第二活動(dòng)部分的下支承部分由平坦水平支承表面限定,上中央部的用于接收大體上豎直向下的致動(dòng)力的力接收致動(dòng)上部分由平坦水平致動(dòng)表面限定;
-相對(duì)于殼體支撐彈性的致動(dòng)體的下周沿部是截錐形管狀下部;
-呈管狀筒形部形式的所述上側(cè)向部豎直向上延長(zhǎng)截錐形管狀的下周沿部。
附圖說明
通過閱讀下面提供的、可參照下述附圖加以理解的詳細(xì)說明,本發(fā)明的其他特征和優(yōu)越性將清楚地體現(xiàn)出來,附圖中:
-圖1是根據(jù)本發(fā)明的電氣開關(guān)的第一實(shí)施方式的透視圖;
-圖2是形成圖1所示電氣開關(guān)的不同器件的分解透視圖;
-圖3為類似于圖2的、但從另一視角看的分解透視圖;
-圖4是沿圖7中所示的豎直縱向中平面4-4的剖面圖;
-圖5是沿圖7中所示的豎直橫向平面5-5的剖面圖;
-圖6是形成根據(jù)圖1的電氣開關(guān)的基部的下部的仰視圖;
-圖7示出類似于圖6的一視圖,其中活動(dòng)電觸點(diǎn)示出處于安裝在圖6所示的基部中的位置;
-圖8是根據(jù)圖1的電氣開關(guān)的按鈕的仰視圖;
-圖9是根據(jù)本發(fā)明的電氣開關(guān)的第二實(shí)施方式的透視圖;
-圖10是圖9所示的電氣開關(guān)的主要器件的分解透視圖;
-圖11為類似于圖10的、但從另一視角看的透視圖;
-圖12是圖10和11所示器件的沿豎直橫向中平面的剖面圖;
-圖13是圖1所示電氣開關(guān)的主要器件的沿豎直縱向中平面的截面透視半圖;
-圖14是形成圖1所示電氣開關(guān)的基部的下部的俯視圖;以及
-圖15表示類似于圖14的視圖,其中活動(dòng)電觸點(diǎn)示出處于在形成基部的下部中的位置。
具體實(shí)施方式
在隨后的說明中,為便于理解說明書和權(quán)利要求書,將不參照地心引力而關(guān)于附圖中所示的三條軸線V、L、T,來非限制性地使用術(shù)語(yǔ)“豎直(豎向)”、“水平”、“上(部)”、“下(部)”、“橫向”和“縱向”。
在本說明書中,相同、相似或類似的器件或構(gòu)件用相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)示。
第一實(shí)施方式(圖1至8)
圖1至5尤其示出一種電氣開關(guān)10,其豎向地從下向上基本由下基部12、活動(dòng)電觸點(diǎn)14、中間致動(dòng)體16和上部操作按鈕18形成。
這些器件沿豎直操作軸線A豎向疊置。
在附圖所示的第一實(shí)施方式的示例中,電氣開關(guān)10在其設(shè)計(jì)方面關(guān)于圖7標(biāo)示的豎直平面4-4和5-5具有雙重對(duì)稱性。
作為非限制性示例,形成基部12的下部這里具有正方體的形狀,由電絕緣塑料材料制成。
基部12限定內(nèi)槽座20,內(nèi)槽座豎直向上敞開,通到基部12的水平平坦環(huán)形的上表面22。
尤其如圖6中可看到的,槽座20由下部水平表面24限定,兩個(gè)相對(duì)的第一固定側(cè)向電觸點(diǎn)26和一個(gè)第二固定中央觸點(diǎn)28不可移動(dòng)地布置于所述下部水平表面24上。
第一固定觸點(diǎn)26電連接到外部電接線端子30,而第二固定中央觸點(diǎn)28連接于另一對(duì)外部接線端子32。
基部12還具有四個(gè)豎直的凸耳34,凸耳用于活動(dòng)電觸點(diǎn)14定中心和定位。
尤其如圖2至7中可看到的,活動(dòng)電觸點(diǎn)14在下基部12中布置就位,穩(wěn)固地定位在兩個(gè)第一固定側(cè)向觸點(diǎn)26上。
活動(dòng)電觸點(diǎn)14具有第一部分或環(huán)形側(cè)向部分36,根據(jù)本發(fā)明,該環(huán)形部分36是非活動(dòng)的,并通過其兩個(gè)橫向凸緣38而與兩個(gè)固定側(cè)向電觸點(diǎn)26進(jìn)行持久電接觸。
活動(dòng)電觸點(diǎn)14具有第二盤形中央部分40,該部分40由可彈性變形的徑向連接凸耳41連接于環(huán)形部分36。
尤其可如圖4和5中看到的,活動(dòng)電觸點(diǎn)14的設(shè)計(jì)及其在下基部12中的布置使得:在附圖所示的其正常穩(wěn)定息止?fàn)顟B(tài),活動(dòng)電觸點(diǎn)14的第二活動(dòng)中央部分40豎向沿軸線A與第二固定中央觸點(diǎn)28的上表面隔開;即,在第一固定側(cè)向觸點(diǎn)26與第二固定中央觸點(diǎn)28之間沒有形成電流通路。在外部接線端子30和32之間也就未建立任何的電流通路。
根據(jù)本發(fā)明,電觸點(diǎn)14能活動(dòng)到當(dāng)受到沿豎直向下方向的預(yù)定值的致動(dòng)力時(shí)可彈性變形的程度,因此,其活動(dòng)中央部分40能與第二固定中央電觸點(diǎn)28的上表面進(jìn)行電接觸,以便在第一固定側(cè)向電觸點(diǎn)26與第二固定中央電觸點(diǎn)28之間、從而在外部接線端子30和32之間建立電流通路。
中央致動(dòng)體16是用如彈性體材料或者天然或合成橡膠的可彈性變形材料以一體件形式制成的器件。
致動(dòng)體16這里具有圍繞軸線A呈回轉(zhuǎn)形狀的部件。
致動(dòng)體16具有呈大體上管狀的下周沿部42,下周沿部特別是允許將致動(dòng)體16支撐在開關(guān)的基部?jī)?nèi)。
為此,下周沿部42具有圓柱形管狀下區(qū)部44,該下區(qū)部44由下部環(huán)形表面46限定,下部環(huán)形表面46豎直向下承靠在活動(dòng)電觸點(diǎn)14的環(huán)形部分36的上表面37上。
下周沿部42的下區(qū)部44由豎直向上延伸的截錐形管狀區(qū)部48延長(zhǎng)。
因此,致動(dòng)體16具有上中央部50,這里,上中央部50形成實(shí)心軸向的圓柱形區(qū)部。
上中央部50具有下支承部分52,其豎直向下朝向活動(dòng)電觸點(diǎn)14的第二活動(dòng)部分40,由下部水平盤形的支承表面54限定。
下支承部分52在截錐形管狀區(qū)部48的上部?jī)?nèi)處于中央地延伸。
上中央部50還具有用于接收致動(dòng)力的上部分56,其被設(shè)計(jì)用于接收大體上豎直向下的致動(dòng)力。
上部分56豎直向上由上部水平盤形的致動(dòng)表面58限定。
致動(dòng)體16具有較薄的環(huán)形壁部60,壁部使上中央部50與下周沿部42連接在一起。
為此,薄壁部60從上中央部50的豎直中間區(qū)域徑向延伸。
最后,致動(dòng)體16具有上側(cè)向部62,其圍繞上中央部50的用于力接收的上部分56。
上側(cè)向部62是較短的管狀筒形部,豎直向上,從截錐形區(qū)部48的上部延伸,豎直向上由水平環(huán)形上部致動(dòng)表面64限定。
尤其如圖4和5中可看到的,在開關(guān)的初始息止?fàn)顟B(tài),即當(dāng)致動(dòng)體16不變形時(shí),中央致動(dòng)表面58相對(duì)于側(cè)向致動(dòng)表面64向上豎直偏置距離P。
現(xiàn)在來說明操作按鈕18,這里,以非限制性示例,在該實(shí)施方式中,所述操作按鈕是還形成蓋的器件,用于將各器件封閉和保持在電氣開關(guān)10的下基部12內(nèi)。
操作按鈕18是模制塑料部件,具有與基部12的正方體形相匹配的大體上正方體形狀。
操作按鈕18主要具有上部主體70,上部主體具有四個(gè)外部角軌72,它們能滑動(dòng)地接納到基部12的匹配豎直滑道76內(nèi)。
操作按鈕18通過變形和彈性聯(lián)鎖裝配被組裝在基部12中,操作按鈕由形成鉤接件的四個(gè)側(cè)向凸耳78以豎直向上的方式保持在基部中,四個(gè)側(cè)向凸耳78中的兩個(gè)與基部12中的相面對(duì)的匹配件79相配合。
尤其如圖4、5和8中可看到的,上部主體70具有圓柱形中央部80,中央部80沿豎直向下的方向由下部水平致動(dòng)表面82限定。
根據(jù)本發(fā)明,操作按鈕18的下部水平致動(dòng)表面82具有呈盤狀的中央致動(dòng)面84,中央致動(dòng)面84位于下部,豎直向下,與致動(dòng)體16的上部致動(dòng)表面58進(jìn)行接觸。
操作按鈕18的致動(dòng)表面82還具有側(cè)向致動(dòng)面86,側(cè)向致動(dòng)面86為致動(dòng)表面82的圍繞中央致動(dòng)面84的環(huán)形對(duì)中部,能夠與致動(dòng)體16的側(cè)向致動(dòng)表面64進(jìn)行配合。
現(xiàn)在來說明根據(jù)該第一實(shí)施方式的電氣開關(guān)10的工作原理。
從為常開NO型開關(guān)的電氣開關(guān)10的正常息止位置開始,致動(dòng)力F沿豎直向下的方向施加于操作按鈕18的上表面19上。
致動(dòng)力F致使操作按鈕18相對(duì)于下基部12豎直向下移動(dòng)。
在施加所述致動(dòng)力F所導(dǎo)致的操作按鈕18的工作行程的第一階段(大致相應(yīng)于距離P)的期間,中央致動(dòng)面84作用于力接收上部分56的表面58上,尤其引起薄壁部60彈性變形。
在工作行程的第一階段期間的彈性變形相應(yīng)于電氣開關(guān)10的所謂預(yù)加載行程。
當(dāng)操作按鈕18的側(cè)向致動(dòng)面86與致動(dòng)體16的上部側(cè)向致動(dòng)表面64接觸時(shí),致動(dòng)按鈕18然后通過其致動(dòng)表面82同時(shí)作用于兩個(gè)面58和64上,致使致動(dòng)體16的整個(gè)上部同時(shí)移動(dòng),從而引起下部分42彈性變形。
在工作行程的該第二階段期間,下支承部分52通過其下部水平支承表面54,與活動(dòng)電觸點(diǎn)14的第二活動(dòng)部分40配合,以(通過引起連接凸耳41彈性變形)使該第二活動(dòng)部分40與第二固定中央電觸點(diǎn)28進(jìn)行電接觸,以便致使電氣開關(guān)“閉合”并且建立電流通路。
在中間致動(dòng)體16的這種設(shè)計(jì)中,中間部分42變形,這產(chǎn)生觸摸動(dòng)作,觸摸動(dòng)作被傳輸給操作按鈕18。
在該被致動(dòng)或閉合狀態(tài),致動(dòng)體16處于其最大彈性變形狀態(tài),且由施加于操作按鈕18的上表面19上的致動(dòng)力F保持在這種狀態(tài)。
當(dāng)致動(dòng)力F不再施加時(shí),致動(dòng)體16向上對(duì)按鈕18施加彈性復(fù)原力,直至其再度處于附圖所示的形狀和正常息止?fàn)顟B(tài)。在該復(fù)原階段的期間,活動(dòng)電觸點(diǎn)14的活動(dòng)部分40也再度處于附圖所示的其正常息止?fàn)顟B(tài),從而斷開先前建立的電流通路(electrical switching path)。
在附圖所示、特別是如圖4和5所示的器件裝配好的狀態(tài)中,可通過致動(dòng)體16的上部的輕微彈性變形來提供輕微的軸向彈性預(yù)應(yīng)力,以確保消除電氣開關(guān)10在其息止?fàn)顟B(tài)下的自由行程。
在第一實(shí)施方式的實(shí)施例中,致動(dòng)體16的上側(cè)向部62示出呈連續(xù)管狀筒的形式。
在不超出本發(fā)明范圍的情況下,該上側(cè)向部可設(shè)計(jì)成具有非連續(xù)形狀,具有幾個(gè)相繼隔開的區(qū)部,這幾個(gè)區(qū)部例如均勻地以圓周方式分布。
第二實(shí)施方式(圖9至15)
圖9至15所示的第二實(shí)施方式將主要通過與第一實(shí)施方式比較進(jìn)行說明,根據(jù)本發(fā)明的總體創(chuàng)造性的構(gòu)思,強(qiáng)調(diào)在結(jié)構(gòu)和/或設(shè)計(jì)方面的區(qū)別,不過這仍導(dǎo)致相同的操作方式并獲得相同的優(yōu)越性。
在下基部12中,接納活動(dòng)電觸點(diǎn)14的槽座20是具有總體圓柱形狀的槽座:豎向凹形圓柱形壁21限定圓形周沿。
這里,活動(dòng)電觸點(diǎn)14已知地是圓頂形構(gòu)件,其第一非活動(dòng)部分由其下環(huán)形周沿部36形成,所述下環(huán)形周沿部36通過其下部環(huán)形表面,穩(wěn)固地承靠在兩個(gè)第一固定側(cè)向電觸點(diǎn)26上,與側(cè)向電觸點(diǎn)26進(jìn)行電接觸。
豎直向下朝第二中央固定電觸點(diǎn)28能活動(dòng)的第二部分40,由圓頂?shù)纳现醒氩?0形成。
如圖15中可看到的,活動(dòng)電觸點(diǎn)構(gòu)件14在豎向凹形圓柱形壁21內(nèi)容納并定中心在槽座20中。
中間致動(dòng)體16用彈性材料制成一體件。
如附圖中可看到的,致動(dòng)體16呈具有總體正方形周邊的厚板的形式,其周沿部42是正方形環(huán)繞板的環(huán)形部分,相對(duì)于下基部12支撐致動(dòng)體16,通過水平下表面46承靠在下基部12的水平上部環(huán)形表面22的面對(duì)部分上。
致動(dòng)體16具有上中央部50,上中央部50具有下支承部分52,所述下支承部分52沿豎直向下的方向由平坦水平盤形支承表面54限定,支承表面54朝向活動(dòng)電觸點(diǎn)構(gòu)件14的活動(dòng)中央部分40。
上中央部50還具有用于接收致動(dòng)力的上部分56,上部分56設(shè)計(jì)用于接收大體上豎直向下的致動(dòng)力。
為此,上部分56由上部中央盤形致動(dòng)表面58限定,這里,致動(dòng)表面58略呈凹形且凹面向上。
致動(dòng)體16具有薄壁部60,薄壁部60具有大體上環(huán)形形狀,在水平面中延伸,以使上中央部56與周沿部42連接在一起。
致動(dòng)體16還具有上側(cè)向部62,上側(cè)向部62圍繞力接收上部分56。
上側(cè)向部62是低高度的大體上管狀形狀的圓柱形區(qū)部,從周沿部42的上水平表面豎直向上延伸,這里大體上具有呈圓環(huán)或半圓環(huán)形的型廓。
因此,上側(cè)向部62由具有圓環(huán)狀型廓的上部環(huán)形水平致動(dòng)表面64限定。
中央操作按鈕18是剛性模制塑料部件,基本由主體70形成。
操作按鈕18具有大體上圓柱形形狀,主體70的下部由下部致動(dòng)表面82限定。
下部致動(dòng)表面82具有中央部分84,中央部分84帶有設(shè)計(jì)用于與致動(dòng)表面58配合的平坦水平盤形致動(dòng)面。
下部致動(dòng)表面82還具有環(huán)形側(cè)向部分,環(huán)形側(cè)向部分帶有致動(dòng)面86,這里,致動(dòng)面86具有凸形截錐形型面,其凸面豎直向下且適于與致動(dòng)表面64配合。
如圖9所示,為形成電氣開關(guān)10及確保整個(gè)單元閉合和不同部件與器件的組裝,在例如圖13所示的位置和狀態(tài),電氣開關(guān)10具有頂罩100,頂罩100壓接地安裝在下基部12上。
頂罩100在其上部具有中心孔102,操作按鈕18的主體70的上部分通過所述中心孔102延伸。
操作按鈕18還可穿過中心孔102自由豎向滑動(dòng),尤其如圖13所示,其定中心由凸?fàn)瞽h(huán)形致動(dòng)面86與致動(dòng)體16的上側(cè)向部62的具有圓環(huán)或半圓環(huán)形型廓的致動(dòng)表面64的配合加以確保。
現(xiàn)在來說明根據(jù)該第二實(shí)施方式的電氣開關(guān)10的工作原理。
在由施加于操作按鈕的上表面19的致動(dòng)力F的作用所導(dǎo)致的操作按鈕18的工作行程的第一階段期間,操作按鈕18的主體70的凸?fàn)瞽h(huán)形側(cè)向致動(dòng)面86作用于致動(dòng)體16的上側(cè)向部62,于是“進(jìn)入”環(huán)形部?jī)?nèi),使該環(huán)形部彈性變形與壁部60的彈性變形一起進(jìn)行。
工作行程的該第一部分繼續(xù)直至中央致動(dòng)面84接觸到致動(dòng)面58。
在相應(yīng)于預(yù)加載的該第一階段或第一部分工作行程結(jié)束時(shí),操作按鈕18通過其中央致動(dòng)面部分84及其凸?fàn)瞽h(huán)形側(cè)向致動(dòng)面部分86同時(shí)作用于致動(dòng)體16,直至下部支承表面54與電觸點(diǎn)構(gòu)件14的第二活動(dòng)中央部分40的上表面的面對(duì)部分初始接觸。
工作行程繼續(xù),引起活動(dòng)電觸點(diǎn)14彈性變形,活動(dòng)電觸點(diǎn)于是突然改變狀態(tài),以通過其中央部分40與第二固定中央接觸構(gòu)件28進(jìn)行電接觸,從而建立電流通路,如上參照第一實(shí)施方式所述的。
這里,通過中央部分40進(jìn)行的接觸和狀態(tài)改變產(chǎn)生觸摸動(dòng)作效應(yīng),其被傳輸?shù)讲僮靼粹o18。
在第二實(shí)施方式的實(shí)施例中,致動(dòng)體16的上側(cè)向部62示出具有連續(xù)環(huán)的形狀。
在不超出本發(fā)明范圍的情況下,該上側(cè)向部可設(shè)計(jì)成具有非連續(xù)的形狀,具有幾個(gè)相繼隔開的區(qū)部,這幾個(gè)區(qū)部例如均勻地沿圓周分布。