электрический выключатель

Формула изобретения

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.

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.

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.

4. Электрический выключатель по п.1, отличающийся тем, что нажимной телескопический шток установлен в части корпуса, снабженной наружной установочной резьбой.

5. Электрический выключатель по п.1, отличающийся тем, что на его основании образована часть разъема с установленными в ней электрическими выводами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическим выключателям, и может использоваться в качестве выключателя света заднего хода в транспортных средствах.

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.

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.

Помимо сложности рассмотренной конструкции недостатком является отсутствие холостого хода штока, учитывающего допуски при установке и последующий износ механизма, воздействующего на шток.

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.

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.

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.

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.

Задачей изобретения является повышение надежности электрического выключателя.

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.

Промежуточный толкатель установлен преимущественно в дискообразной вставке, расположенной между корпусом и основанием, при этом гибкая мембрана зафиксирована между корпусом и вставкой.

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.

Нажимной телескопический шток, как правило, установлен в части корпуса, снабженной наружной установочной резьбой.

На основании выключателя может быть образована часть разъема с установленными в ней электрическими выводами.

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".

Изобретение поясняется чертежами.

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.

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.

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.

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.