CN101816055B - 微型开关 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微型开关，其具有至少两个各有一个运动接点和一个固定接点的接点部位，其中运动接点被配置在接触桥件上，接触桥件借助推杆可运动，并可从第一开关位置转换到第二开关位置，接点部位在第一开关位置断开，而在第二开关位置闭合。在微型开关的使用中，可能有污染物沉积在接点上，污染物会干扰微型开关的功能，并且在最严重的情况下导致在接点部位的闭合位置不再发生电流流通。因此应该提供一种具有可靠的自动清洁功能的微型开关。为此规定，接触桥件被支承，使得接触桥件在接点闭合及断开时围绕平行于其纵向长度延伸的转轴线进行转动运动，由此在每个接点部位的彼此对置的接点之间发生强制进行的横向于接触桥件的纵向长度的摩擦运动。

Description

微型开关
本发明涉及一种微型开关，其具有至少两个各有一个运动接点和一个固定接点的接点部位，其中运动接点被配置在接触桥件上，该接触桥件可借助推杆而运动，并且可从第一开关位置转换到第二开关位置，接点部位在所述第一开关位置断开，而在所述第二开关位置闭合。
这类微型开关已应用很长时间，并且被应用于毫安范围内的微小电流，例如控制电流或泄漏电流(Fehlerstrom)。已经公知的是，这类微型开关的接点可能在使用中受到污染，因此在最坏的情况下在闭合位置于接点之间不再有电流产生。
对此已经公知的是，通过弹簧将接触桥件支承在微型开关的开关推杆上，因此在开关时可在运动接点和固定接点之间产生相对运动，从而使得接点上的污染物被清除。
接触桥件通过弹簧可游动地支承在推杆上。因此接触桥件的位置以及在开关时也就是说在接点部位的闭合和断开时所传递的力无法明确地确定。在断开和闭合时接点部位的彼此对置的接点的运动过程也无法确定。
因此本发明的目的是，提供一种改进的微型开关，借助其能在闭合或者开关时实现接点的可靠的自动清洁功效。
为此按照本发明规定，接触桥件被支承，使得该接触桥件在接点的闭合及断开时围绕平行于其纵向长度延伸的转轴线进行转动地运动，由此在每个接点部位的彼此对置的接点之间发生强制进行的横向于接触桥件的纵向长度的摩擦运动。
通过对接触桥件的这种支承，接触桥件在断开和闭合时的转动运动就被确定。由此，运动接点在每个开关过程中都在相同的圆形轨道上导行，因此在运动接点和固定接点之间-横向于接触桥件的纵向长度-的摩擦运动总是在基本上相同的轨道上发生，并因此是强制发生的。因此，在每个开关过程中，于接点部位上都发生基本上等同的运动。因为在开关时发生横向于接触桥件的纵向长度的摩擦运动，故彼此对置的接点还紧密地相互刮擦，因此污染物被可靠地从接点部位磨掉或刮去，并且确保了在闭合位置的电流流通。
其中，在一个优选的实施方式中规定，推杆具有上面的支座-在闭合位置中接触桥件贴靠在其上-和下面的支座-在断开位置中接触桥件贴靠在其上-，其中上面的支座相对于下面的支座倾斜地配置。因此，该接触桥件在推杆运动时可从-接触桥件基本上垂直于推杆时的位置转换到接触桥件相对于推杆倾斜时的位置。由此产生所需要的转动或倾倒(Kipp-)运动，因此这些接点横向于接触桥件的纵向长度相互摩擦。此外还能确保，借助推杆运动产生足够的压力以用于接点的自动清洁作用。
另一变型方案规定，接触桥件具有至少一个横向于接触桥件的纵向长度配置的第一杆件，所述第一杆件被支承在推杆上的容纳结构中。因此接触桥件被支承在推杆的容纳结构中的限定的位置上，这就产生用于接触桥件的转动运动的限定的转动点，通过这些接触桥件在接点处产生横向于接触桥件的纵向长度的摩擦运动。通过转动点与接点部位的间距可以调校接点之间的摩擦运动的强度。在此，该摩擦运动应该不要过大，因为不然的话会在接点处产生过强的摩擦，并因此产生过于严重的磨损。
优选第一杆件被配置在接触桥件上两个运动接点之间的中央处。由此可以确保在两个接点部位上作用大致相同大小的力。
另一个优选设计方案规定，接触桥件具有另一个杆件，其与第一杆件对置地配置，并且可在推杆上的导引结构中导引。由此可以实现接触桥件在接点的闭合和断开时对中。
在一个有益的设计中可以规定，接触桥件围绕横向于推杆纵轴线及横向于接触桥件的纵向长度延伸的轴线可转动地被支承。由此接触桥件可以进行摇摆(Wipp-)运动，从而在两个接点部位之间的在垂直方向上的偏差可以被补偿。如果两个固定接点未被配置在相同的高度上，则这个偏差即被补偿。
按目的要求，该接触桥件也围绕推杆纵轴线可转动地被支承。这样能实现接触桥件的转动运动，由此两个固定接点相互间的水平错位可以被补偿。
一个有益的方案规定，推杆的上面的支座具有倒圆的用于接触桥件的贴靠面。由此，所述摇摆运动和转动运动更加容易，从而两个固定接点相互间的轻微的错位就被补偿了。
在一个变型方案中，该微型开关可以包括至少一个另外的接触桥件，其基本上等同于第一接触桥件地构造和被支承。以此方式可以实现具有双断点和电流切断的开关。
在此可以规定，每个接触桥件在推杆纵轴向上借助弹簧被支承在推杆上，其中弹簧的一个端部与接触桥件相连接，并且弹簧的另一个端部被配置在推杆上的容纳结构中。如果在推杆上的接触桥件的间距与壳体中的固定接点对相互间的间距不精确地一致，则这些偏差可以通过弹簧的支承被补偿。
另一个符合目的要求的实施方式规定，在每个接触桥件上配置用于弹簧的对中突起。由此能实现弹簧在接触桥件上的简便固定。
在一个按目的要求的实施方式中，这些固定接点可以具有基本上V形的横截面，并且运动接点具有基本上半圆形的横截面。由此有助于在接点闭合时在接触桥件的纵向上的摩擦运动，进而实现有效的接点自动清洁作用。
另一设计规定，该微型开关包括壳体，并且推杆在该壳体中导引，其中该壳体具有对中构件，该对中构件可导引推杆的对中元件。由此，推杆被保持在壳体中的所希望的运动轨道上。
下面借助附图详细阐述本发明的实施方式。附图表明：
图1是被拆去盖的微型开关的俯视图，其具有两个处于断开位置的接触桥件；
图2是被拆去盖的微型开关的俯视图，其具有两个处于闭合过程期间的中间位置的接触桥件；
图3是被拆去盖的微型开关的俯视图，其具有两个处于闭合位置的接触桥件；
图4是该微型开关的具有两个其上安置的接触桥件的推杆的侧视图；
图5是具有两个其上安置的接触桥件的推杆的局部剖视图；
图6是接触桥件的俯视图；和
图7是接触桥件的侧视图。
图1为微型开关1的俯视图，其中该微型开关1的壳体盖被拆去。微型开关1包括壳体2，壳体中安置有推杆3。在推杆3上支承两个接触桥件4、5。在每个接触桥件4、5上都配置了两个运动接点6.1、6.2；7.1、7.2。这些运动接点6.1、6.2；7.1、7.2分别与固定接点8.1、8.2；9.1、9.2配合作用，其中固定接点8.1、8.2；9.1、9.2被配置在壳体2中。因此，在接触桥件4、5上配置的运动接点6.1、6.2；7.1、7.2分别与对置的固定接点8.1、8.2；9.1、9.2各构成两个对应的接点部位10.1、10.2；11.1、11.2。也就是说，微型开关1包括两个双断点，因此实现了电流切断，并能够使得不同的电流回路或者负载电流和控制电流通断。通过这种双断点，施加在开关上的电压被分配到两个固定接点上。因此，和单一断点相反，可以在相同的接点间隙情况下施加更高的电压和功率。还能实现更高的电气使用寿命和更高的接点可靠性。
推杆3可在壳体2的导引结构12中导行，并且可以从第一位置转换到第二位置，接点部位10.1、10.2、11.1、11.2在所述第一位置断开，而在所述第二位置闭合。在图1中示出推杆3处于第一位置，此时接点部位10.1、10.2、11.1、11.2断开。另外，壳体2具有对中构件13，其与在推杆3上配置的对中元件14配合作用，并且使推杆3对中在导引结构12中。为此，对中构件13和对中元件14具有倾斜的贴靠面，这些贴靠面在接点部位10.1、10.2、11.1、11.2的断开位置相互贴靠，并使推杆3定位在导引结构12的中央。
在图2中同样示出了无盖的微型开关1，推杆3位于闭合过程期间的中间位置。为使接点部位10.1、10.2、11.1、11.2从断开位置转换到闭合位置而对推杆3进行的操作可以通过扳动元件、例如双稳态弹簧(未示出)实现。但也可以考虑其他的操作机构。
在图2中所示的位置上，这些在接触桥件4、5上配置的运动接点6.1、6.2、7.1、7.2已经很紧密地贴靠在分别对置的固定接点8.1、8.2、9.1、9.2上，但是还未处于终端位置或闭合位置。推杆3通过对扳动元件的操作而运动离开壳体2的对中构件13，从而壳体的对中构件13和推杆3的对中元件14不再接触。接触桥件4、5还基本上垂直于推杆3配置。
在图3中所示的微型开关1的接点部位10.1、10.2；11.1、11.2处于闭合位置。推杆3通过操作元件(未示出)运动到如下位置，即在该位置，对中构件13和对中元件14相互离开最远。通过操作元件在推杆3上施加的开关力被传递到接触桥件4、5上，从而运动接点6.1、6.2；7.1、7.2以最大的开关力压靠到固定接点8.1、8.2；9.1、9.2上。由此，接点部位10.1、10.2；11.1、11.2处于闭合位置。在闭合位置，这些接触桥件4、5倾斜于推杆3配置。
图4为推杆3及其上支承的接触桥件4、5的侧视图。在所示的位置，接触桥件4、5处在接点部位的断开位置。在接点部位的这个断开位置，这些接触桥件4、5分别贴靠在推杆3的下面的支座上15、16上。另外，在推杆3中，与每个接触桥件4、5相邻地各配置了上面的支座17、18。每个上面的支座17、18都倾斜于相应的下面的支座15、16配置。
在接点部位的闭合位置，每个接触桥件4、5都贴靠在相应的上面的支座17、18上，并因此处于相对于断开位置倾斜的位置上。因此，通过接触桥件4、5在断开位置所展开的断开平面，与通过接触桥件4、5在闭合状态所展开的闭合平面夹成一个夹角。
另外，每个接触桥件4、5都在其纵向侧面之一上具有杆件19、20，所述杆件分别容纳在被配置在推杆3中的容纳结构21、22内。
此外，在每个接触桥件4、5的与相应的杆件19、20对置的纵向侧面上，配置另一个杆件23、24。这些杆件23、24可分别在推杆3的导引结构25、26中导引，其中导引结构25、26的长度大于杆件23、24的宽度，因此这些杆件23、24可以在接触桥件4、5从断开位置转换到闭合位置时在这些导引结构25、26中沿着滑移。由此实现接触桥件4、5在推杆3中的对中。
图5为推杆3的局部剖视图。而且在图5中示出了这些接触桥件4、5处于断开位置。其中，接触桥件4、5分别贴靠在下面的支座15、16上。如所描述的，这些上面的支座17、18相对于下面的支座15、16倾斜地延伸，因此接触桥件4、5在从断开位置转换到闭合位置时进行倾倒运动。此外，这些上面的支座17、18的表面是倒圆的，因此既可以实现接触桥件4、5围绕推杆纵轴线旋转地运动，还可以实现接触桥件4、5围绕横向于推杆纵轴线并横向于接触桥件4、5的纵轴线的轴线摇摆地运动。
每个接触桥件4、5都通过弹簧27、28支承在推杆3中。每个弹簧27、28都以一个端部被固定在接触桥件4、5的对中突起29、30上。弹簧27、28的另一端部分别容纳在凹槽31、32中，这些凹槽被配置在推杆3中。由此，弹簧27、28在微型开关1的闭合过程期间在各自的凹槽31、32中导引。通过弹簧27、28，可以使接触桥件4、5的相互间距和在壳体2中安置的固定接点对8.1、8.2；9.1、9.2的相互间距的偏差被补偿。
图6为接触桥件4的俯视图。另一接触桥件5与这个接触桥件4等同地构造，故此说明适用于两个接触桥件。
在接触桥件4的上侧面的中央配置了用于弹簧27的对中突起29。在接触桥件4的下边纵向侧面33上配置了第一杆件19。这个杆件19优选置于两个运动接点6.1、6.2之间的中央。通过推杆3在微型开关1开关时传递到接触桥件4上的开关力，通过这样结构配置的杆件19被均匀地传递到两个接点部位10.1、10.2上。如已经描述的那样，杆件19被安置在推杆3上的容纳结构21中。在接触桥件4的与杆件19对置的纵向侧面34上配置了第二杆件23，该第二杆件容纳在推杆3上的导引结构25中，并且用于使接触桥件4对中。
图7为接触桥件4的侧视图。还可看到对中突起29和上面的杆件23。在接触桥件4的底侧面上配置了运动接点6.1、6.2。
现在接下来借助附图介绍微型开关的功能原理。
如已经描述的那样，微型开关1具有操作元件(未示出)，优选是双稳态弹簧，通过该双稳态弹簧，该推杆3可从第一位置-微型开关1的断开位置-转换到第二位置-微型开关1的闭合位置-中。在微型开关1的断开位置-如在图1中描述的-中，在接触桥件4、5上配置的这些运动接点6.1、6.2、7.1、7.2与壳体2中安置的固定接点8.1、8.2、9.1、9.2分开，从而在它们之间存在一个空气间隙。因此，这些接点部位10.1、10.2、11.1、11.2是断开的。每个接触桥件4、5都贴靠在推杆3的相应的下面的支座15、16上。如果操作元件被操纵，则一个开关力被传递到推杆3上，并且推杆3在导引结构12中运动，从而该微型开关1被转换到闭合位置。该闭合位置被描述在图3中。在微型开关1的闭合位置，这些接点部位10.1、10.2、11.1、11.2闭合，这些在接触桥件4、5上配置的运动接点6.1、6.2；7.1、7.2牢靠地贴靠在对置的固定接点8.1、8.2、9.1、9.2上。这些接触桥件4、5此时贴靠在推杆3的上面的支座17、18上。因为上面的支座17、18的表面相对于下面的支座15、16的表面倾斜，故此时这些接触桥件4、5也倾斜地处在微型开关1中。
在使接触桥件4、5从断开位置转换到闭合位置时，接触桥件4、5首先与推杆3一起进行平移运动，直至运动接点6.1、6.2；7.1、7.2分别贴靠在对置的固定接点8.1、8.2；9.1、9.2上。如果是这种情况，则接触桥件4、5不能再平移运动。当然，推杆3还未处在它的终端位置，并且还可以进一步平移运动。现在，接触桥件4、5转动，其中相应的转动点就是接触桥件4、5的各自的第一杆件19、20的下面端部。因此，该转动基本上围绕一个平行于接触桥件4、5的纵向长度延伸的转动轴线进行。通过这个杆件19、20的长度，并因此通过该转动点与接点部位10.1、10.2；11.1、11.2的间距，可确定该转动运动的程度。接触桥件4、5被转动，直至它们分别贴靠在推杆3的上面的支座17、18上。通过接触桥件4、5的这种转动，在接点部位10.1、10.2、11.1、11.2中产生摩擦运动，这种摩擦运动横向于接触桥件的纵向长度发生。因为每个接触桥件4、5都分别通过第一杆件19、20被支承在推杆3中的一个限定位置即相应的容纳结构21、22上，故接触桥件4、5的转动运动被确定。由此，在接点部位10.1、10.2、11.1、11.2上的摩擦运动也被确定或者说被强制进行。通过这种强制进行的摩擦运动，在接点部位10.1、10.2、11.1、11.2中可能存在的污物被清除，可能被污染的接点即被清洁，并且在微型开关1的闭合位置上产生可靠的电流流通。
为了能实现接触桥件4、5在这种转动期间的对中，在接触桥件4、5上分别设置第二杆件23、24，所述第二杆件可在推杆3上的每个导引结构25、26中导引，并且在这个导引结构26中于接触桥件4、5转动时做平移运动。
接触桥件4、5的第一杆件19、20优选配置在安置在接触桥件上的运动接点6.1、6.2；7.1、7.2之间的中央处。因此可以确保，在两个接点部位上作用着大致相同的力，并因此产生相同强度的摩擦运动。如已描述的，可以通过杆件19、20的长度来调校作用在接点部位上的摩擦力的强度。在此必须考虑，摩擦力不能过大，因为由于过强的摩擦将在运动接点6.1、6.2；7.1、7.2及分别对置的固定接点8.1、8.2；9.1、9.2上产生过强的磨损。
通过推杆3，在开关过程中使一力矩传递到接触桥件4、5上，该力矩在接点部位10.1、10.2；11.1、11.2中产生所述摩擦力。
在制造该微型开关1时，可能在固定接点和运动接点的结构配置中发生小的错位。因此，作为例子可能的是，固定接点对8.1、8.2；9.1、9.2在垂直方向上稍微错位。为了补偿这个错位，这些接触桥件4、5分别可围绕一个轴线转动地被支承，该轴线横向于推杆纵向及横向于接触桥件4、5的纵向长度延伸，因此能实现接触桥件4、5的摇摆运动。但也可能的是，固定接点8.1、8.2；9.1、9.2在一个水平平面中错位。这个错位可被如此地补偿，即接触桥件4、5可围绕推杆纵向转动地被支承。为使接触桥件4、5的这种摇摆运动或转动运动更加容易，推杆3的上面的支座17、18被设有一种倒圆的贴靠面。
此外可能的是，固定接点对8.1、8.2相距固定接点对9.1、9.2的间距与接触桥件4、5相互的间距不一致。这可以通过弹簧27、28被补偿。
如从附图中可看出，运动接点6.1、6.2；7.1、7.2具有半圆形的横截面。固定接点8.1、8.2；9.1、9.2优选被设计为具有V形横截面。通过运动接点和固定接点的这种形状，就使所述摩擦运动更加容易。

Claims (11)

1.一种微型开关(1)，具有至少两个各有一个运动接点(6.1、6.2、7.1、7.2)和一个固定接点(8.1、8.2、9.1、9.2)的接点部位(10.1、10.2；11.1、11.2)，其中运动接点(6.1、6.2；7.1、7.2)被配置在接触桥件(4、5)上，接触桥件(4、5)借助推杆(3)可运动，并可从第一开关位置转换到第二开关位置，接点部位(10.1、10.2、11.1、11.2)在所述第一开关位置断开，而在所述第二开关位置闭合，接触桥件(4、5)具有至少一个横向于接触桥件(4、5)的纵向长度配置的第一杆件(19、20)，并被支承，使得接触桥件(4、5)在接点(6.1、8.1；6.2、8.2；7.1、9.1；7.2、9.2)闭合及断开时围绕平行于其纵向长度延伸的转轴线进行转动运动，其特征在于：接触桥件的至少一个第一杆件(19、20)被支承在推杆(3)上的容纳结构(21、22)中，从而接触桥件(4、5)被支承在推杆上的限定的位置上，故接触桥件(4、5)的转动运动被确定，并因此强制进行一种横向于接触桥件(4、5)的纵向长度的摩擦运动，这种摩擦运动通过在每个接点部位(10.1、10.2、11.1、11.2)的彼此对置的接点(6.1、8.1；6.2、8.2；7.1、9.1；7.2、9.2)上的转动运动产生，所述接触桥件(4、5)围绕横向于推杆纵轴线并横向于接触桥件(4、5)的纵向长度延伸的轴线可转动地被支承。
2.按权利要求1的微型开关(1)，其特征在于：推杆(3)具有至少一个上面的支座(17、18)和至少一个下面的支座(15、16)，接触桥件(4、5)在闭合位置中贴靠在所述上面的支座上，而在断开位置中贴靠在所述下面的支座上，其中上面的支座(17、18)相对于下面的支座(15、16)倾斜地配置。
3.按权利要求1或2的微型开关(1)，其特征在于：第一杆件(19、20)被配置在接触桥件(4、5)上两个运动接点(6.1、6.2；7.1、7.2)之间的中央。
4.按权利要求1的微型开关(1)，其特征在于：接触桥件(4、5)具有另一个杆件(23、24)，其与第一杆件(19、20)对置地配置，并且在推杆(3)上的导引结构(25、26)中导引。
5.按权利要求1的微型开关(1)，其特征在于：接触桥件(4、5)围绕推杆纵轴线可转动地被支承。
6.按权利要求2的微型开关(1)，其特征在于：推杆(3)的上面的支座(17、18)具有倒圆的贴靠面。
7.按权利要求1的微型开关(1)，其特征在于：微型开关(1)包括至少一个另外的接触桥件(5；4)，其基本上等同于第一接触桥件(4；5)地构造和被支承。
8.按权利要求7的微型开关(1)，其特征在于：每个接触桥件(4、5)在推杆纵向上借助弹簧(27、28)被支承在推杆(3)上，其中弹簧(27、28)的一个端部与接触桥件(4、5)相连接，并且弹簧(27、28)的另一端部被安置在推杆(3)上的容纳结构(31、32)中。
9.按权利要求7或8的微型开关(1)，其特征在于：在每个接触桥件(4、5)上都配置用于弹簧(27、28)的对中突起(29、30)。
10.按权利要求1的微型开关(1)，其特征在于：固定接点(8.1、8.2、9.1、9.2)具有基本上V形的横截面，并且运动接点(6.1、6.2、7.1、7.2)具有基本上半圆形的横截面。
11.按权利要求1的微型开关(1)，其特征在于：微型开关(1)包括壳体(2)，并且推杆(3)在该壳体(2)中导引，其中壳体(2)具有对中构件(13)，该对中构件导引推杆(3)的对中元件(14)。
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