CN106910656B - 具有预加载行程的触摸动作式电气开关 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电气开关(10)，其具有接纳多个固定电触点(26，28)和一活动电触点(14)的基部(12)、用弹性材料制成的致动体(16)以及中央上部按钮(18)，其特征在于，致动体(16)具有侧向部(62)，侧向部围绕力接收致动上部分(56)，按钮(18)具有侧向致动面(86)，用于作用于致动体(16)的上侧向部(62，64)；并且，相继地，按钮(18)的中央致动面(84)作用于力接收致动上部分(56)，使致动体(16)的壁部(60)弹性变形，然后按钮(18)的侧向致动面(86)作用于上侧向部(62)。

Description

具有预加载行程的触摸动作式电气开关

技术领域

本发明涉及触摸动作式电气开关。

本发明更特别的是涉及这样一种触摸动作式电气开关，其具有下部活动电触点，所述下部活动电触点例如呈圆顶形，操作按钮通过弹性材料制的一体式致动体间接作用于下部活动电触点，这种开关设计成使得在按钮工作行程的第一阶段期间获得预加载效应，然后在工作行程的第二阶段期间，下部活动电触点的活动部分被操控以建立电流通路。

背景技术

具有预加载行程的触摸动作式电气开关例如从美国文献US-B2-7 109 431中已知。

根据该文献中描述和示出的解决方案，难以控制在通过按钮对中间致动体进行的工作行程的第一部分或第一阶段期间施加的预加载力的数值，同时在旨在建立电流通路的工作行程的第二部分或第二阶段期间保持所需触摸动作的有效传递。

本发明旨在克服这些缺陷。

发明内容

为此，本发明提出上述类型的一种电气开关，其具有：

－壳体，壳体用绝缘材料制成，具有下基部，下基部限定竖直向上敞开的槽座；

－多个固定的分开的电触点，电触点布置在下基部的竖直向上的表面上，电触点包括至少一个第一固定电触点和至少一个第二固定电触点；

－活动电触点，活动电触点布置在下基部的所述表面上方，包括第一非活动部分和第二活动部分，第一非活动部分与第一固定电触点进行电接触，第二活动部分能竖直向下朝第二固定电触点活动；

－一体式的致动体，致动体用弹性材料制成，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动电触点的第二活动部分；

*力接收致动上部分，用于接收大体上竖直向下的致动力；

ii)下周沿部，下周沿部相对于壳体支撑弹性的致动体；

iii)以及壁部，壁部使上中央部和下周沿部连接在一起；

－以及上部中央按钮，上部中央按钮具有用于作用在力接收致动上部分上的中央致动面，

在触摸动作式电气开关中，活动电触点布置成：

*在正常息止状态，活动电触点的第二活动部分与所述第二固定电触点隔开；

*当受到沿竖直向下方向的预定值的致动力时，活动电触点的第二活动部分与第二固定电触点接触，以使第一固定电触点和第二固定电触点电连接。

本发明提出一种适用于这种电气开关的富有创造性的构思。

根据第一种解决方案，触摸动作式电气开关的特征在于：

－－用弹性材料制成的致动体具有上侧向部，上侧向部围绕致动体的上中央部的用于接收竖直向下的致动力的力接收致动上部分；

－－上部中央按钮具有侧向致动面，用于作用在弹性材料制成的致动体的所述上侧向部上；

其特征还在于，相继地，

－－－在上部中央按钮的工作行程的第一阶段期间，上部中央按钮的中央致动面作用于力接收致动上部分，使薄壁部弹性变形；

－－－在上部中央按钮的工作行程的第二阶段期间，上部中央按钮的侧向致动面作用于所述上侧向部。

根据第二种解决方案，触摸动作式电气开关的特征在于：

－－用弹性材料制成的致动体具有上侧向部，上侧向部围绕弹性的致动体的上中央部的用于接收竖直向下的致动力的力接收致动上部分；

－－上部中央按钮具有侧向致动面，用于作用在弹性的致动体的所述上侧向部上；

其特征还在于，相继地，

－－－在上部中央按钮的工作行程的第一阶段期间，上部中央按钮的侧向致动面作用于上侧向部；

－－－在上部中央按钮的工作行程的第二阶段期间，上部中央按钮的中央致动面作用于力接收致动上部分，使壁部弹性变形。

根据按照本发明的两种解决方案中任一解决方案的其他特征：

－围绕弹性的致动体的上中央部的力接收致动上部分的所述上侧向部是竖直向上的管状筒形部；

－上侧向部由上部水平环形致动表面限定，上部中央按钮的具有匹配形状的侧向致动面作用于所述上部水平环形致动表面；

－所述上侧向部由具有圆环状形廓的上部水平环形致动表面限定，上部中央按钮的呈截锥形状的侧向致动面作用于所述上部水平环形致动表面；

－弹性的致动体的上中央部是圆柱形部，上中央部的向下朝向活动电触点的第二活动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体上竖直向下的致动力的力接收致动上部分由平坦水平致动表面限定；

－相对于壳体支撑弹性的致动体的下周沿部是截锥形管状下部；

－呈管状筒形部形式的所述上侧向部竖直向上延长截锥形管状的下周沿部。

附图说明

通过阅读下面提供的、可参照下述附图加以理解的详细说明，本发明的其他特征和优越性将清楚地体现出来，附图中：

－图1是根据本发明的电气开关的第一实施方式的透视图；

－图2是形成图1所示电气开关的不同器件的分解透视图；

－图3为类似于图2的、但从另一视角看的分解透视图；

－图4是沿图7中所示的竖直纵向中平面4-4的剖面图；

－图5是沿图7中所示的竖直横向平面5-5的剖面图；

－图6是形成根据图1的电气开关的基部的下部的仰视图；

－图7示出类似于图6的一视图，其中活动电触点示出处于安装在图6所示的基部中的位置；

－图8是根据图1的电气开关的按钮的仰视图；

－图9是根据本发明的电气开关的第二实施方式的透视图；

－图10是图9所示的电气开关的主要器件的分解透视图；

－图11为类似于图10的、但从另一视角看的透视图；

－图12是图10和11所示器件的沿竖直横向中平面的剖面图；

－图13是图1所示电气开关的主要器件的沿竖直纵向中平面的截面透视半图；

－图14是形成图1所示电气开关的基部的下部的俯视图；以及

－图15表示类似于图14的视图，其中活动电触点示出处于在形成基部的下部中的位置。

具体实施方式

在随后的说明中，为便于理解说明书和权利要求书，将不参照地心引力而关于附图中所示的三条轴线V、L、T，来非限制性地使用术语“竖直(竖向)”、“水平”、“上(部)”、“下(部)”、“横向”和“纵向”。

在本说明书中，相同、相似或类似的器件或构件用相同的标号标示。

第一实施方式(图1至8)

图1至5尤其示出一种电气开关10，其竖向地从下向上基本由下基部12、活动电触点14、中间致动体16和上部操作按钮18形成。

这些器件沿竖直操作轴线A竖向叠置。

在附图所示的第一实施方式的示例中，电气开关10在其设计方面关于图7标示的竖直平面4-4和5-5具有双重对称性。

作为非限制性示例，形成基部12的下部这里具有正方体的形状，由电绝缘塑料材料制成。

基部12限定内槽座20，内槽座竖直向上敞开，通到基部12的水平平坦环形的上表面22。

尤其如图6中可看到的，槽座20由下部水平表面24限定，两个相对的第一固定侧向电触点26和一个第二固定中央触点28不可移动地布置于所述下部水平表面24上。

第一固定触点26电连接到外部电接线端子30，而第二固定中央触点28连接于另一对外部接线端子32。

基部12还具有四个竖直的凸耳34，凸耳用于活动电触点14定中心和定位。

尤其如图2至7中可看到的，活动电触点14在下基部12中布置就位，稳固地定位在两个第一固定侧向触点26上。

活动电触点14具有第一部分或环形侧向部分36，根据本发明，该环形部分36是非活动的，并通过其两个横向凸缘38而与两个固定侧向电触点26进行持久电接触。

活动电触点14具有第二盘形中央部分40，该部分40由可弹性变形的径向连接凸耳41连接于环形部分36。

尤其可如图4和5中看到的，活动电触点14的设计及其在下基部12中的布置使得：在附图所示的其正常稳定息止状态，活动电触点14的第二活动中央部分40竖向沿轴线A与第二固定中央触点28的上表面隔开；即，在第一固定侧向触点26与第二固定中央触点28之间没有形成电流通路。在外部接线端子30和32之间也就未建立任何的电流通路。

根据本发明，电触点14能活动到当受到沿竖直向下方向的预定值的致动力时可弹性变形的程度，因此，其活动中央部分40能与第二固定中央电触点28的上表面进行电接触，以便在第一固定侧向电触点26与第二固定中央电触点28之间、从而在外部接线端子30和32之间建立电流通路。

中央致动体16是用如弹性体材料或者天然或合成橡胶的可弹性变形材料以一体件形式制成的器件。

致动体16这里具有围绕轴线A呈回转形状的部件。

致动体16具有呈大体上管状的下周沿部42，下周沿部特别是允许将致动体16支撑在开关的基部内。

为此，下周沿部42具有圆柱形管状下区部44，该下区部44由下部环形表面46限定，下部环形表面46竖直向下承靠在活动电触点14的环形部分36的上表面37上。

下周沿部42的下区部44由竖直向上延伸的截锥形管状区部48延长。

因此，致动体16具有上中央部50，这里，上中央部50形成实心轴向的圆柱形区部。

上中央部50具有下支承部分52，其竖直向下朝向活动电触点14的第二活动部分40，由下部水平盘形的支承表面54限定。

下支承部分52在截锥形管状区部48的上部内处于中央地延伸。

上中央部50还具有用于接收致动力的上部分56，其被设计用于接收大体上竖直向下的致动力。

上部分56竖直向上由上部水平盘形的致动表面58限定。

致动体16具有较薄的环形壁部60，壁部使上中央部50与下周沿部42连接在一起。

为此，薄壁部60从上中央部50的竖直中间区域径向延伸。

最后，致动体16具有上侧向部62，其围绕上中央部50的用于力接收的上部分56。

上侧向部62是较短的管状筒形部，竖直向上，从截锥形区部48的上部延伸，竖直向上由水平环形上部致动表面64限定。

尤其如图4和5中可看到的，在开关的初始息止状态，即当致动体16不变形时，中央致动表面58相对于侧向致动表面64向上竖直偏置距离P。

现在来说明操作按钮18，这里，以非限制性示例，在该实施方式中，所述操作按钮是还形成盖的器件，用于将各器件封闭和保持在电气开关10的下基部12内。

操作按钮18是模制塑料部件，具有与基部12的正方体形相匹配的大体上正方体形状。

操作按钮18主要具有上部主体70，上部主体具有四个外部角轨72，它们能滑动地接纳到基部12的匹配竖直滑道76内。

操作按钮18通过变形和弹性联锁装配被组装在基部12中，操作按钮由形成钩接件的四个侧向凸耳78以竖直向上的方式保持在基部中，四个侧向凸耳78中的两个与基部12中的相面对的匹配件79相配合。

尤其如图4、5和8中可看到的，上部主体70具有圆柱形中央部80，中央部80沿竖直向下的方向由下部水平致动表面82限定。

根据本发明，操作按钮18的下部水平致动表面82具有呈盘状的中央致动面84，中央致动面84位于下部，竖直向下，与致动体16的上部致动表面58进行接触。

操作按钮18的致动表面82还具有侧向致动面86，侧向致动面86为致动表面82的围绕中央致动面84的环形对中部，能够与致动体16的侧向致动表面64进行配合。

现在来说明根据该第一实施方式的电气开关10的工作原理。

从为常开NO型开关的电气开关10的正常息止位置开始，致动力F沿竖直向下的方向施加于操作按钮18的上表面19上。

致动力F致使操作按钮18相对于下基部12竖直向下移动。

在施加所述致动力F所导致的操作按钮18的工作行程的第一阶段(大致相应于距离P)的期间，中央致动面84作用于力接收上部分56的表面58上，尤其引起薄壁部60弹性变形。

在工作行程的第一阶段期间的弹性变形相应于电气开关10的所谓预加载行程。

当操作按钮18的侧向致动面86与致动体16的上部侧向致动表面64接触时，致动按钮18然后通过其致动表面82同时作用于两个面58和64上，致使致动体16的整个上部同时移动，从而引起下部分42弹性变形。

在工作行程的该第二阶段期间，下支承部分52通过其下部水平支承表面54，与活动电触点14的第二活动部分40配合，以(通过引起连接凸耳41弹性变形)使该第二活动部分40与第二固定中央电触点28进行电接触，以便致使电气开关“闭合”并且建立电流通路。

在中间致动体16的这种设计中，中间部分42变形，这产生触摸动作，触摸动作被传输给操作按钮18。

在该被致动或闭合状态，致动体16处于其最大弹性变形状态，且由施加于操作按钮18的上表面19上的致动力F保持在这种状态。

当致动力F不再施加时，致动体16向上对按钮18施加弹性复原力，直至其再度处于附图所示的形状和正常息止状态。在该复原阶段的期间，活动电触点14的活动部分40也再度处于附图所示的其正常息止状态，从而断开先前建立的电流通路(electricalswitching path)。

在附图所示、特别是如图4和5所示的器件装配好的状态中，可通过致动体16的上部的轻微弹性变形来提供轻微的轴向弹性预应力，以确保消除电气开关10在其息止状态下的自由行程。

在第一实施方式的实施例中，致动体16的上侧向部62示出呈连续管状筒的形式。

在不超出本发明范围的情况下，该上侧向部可设计成具有非连续形状，具有几个相继隔开的区部，这几个区部例如均匀地以圆周方式分布。

第二实施方式(图9至15)

图9至15所示的第二实施方式将主要通过与第一实施方式比较进行说明，根据本发明的总体创造性的构思，强调在结构和/或设计方面的区别，不过这仍导致相同的操作方式并获得相同的优越性。

在下基部12中，接纳活动电触点14的槽座20是具有总体圆柱形状的槽座：竖向凹形圆柱形壁21限定圆形周沿。

这里，活动电触点14已知地是圆顶形构件，其第一非活动部分由其下环形周沿部36形成，所述下环形周沿部36通过其下部环形表面，稳固地承靠在两个第一固定侧向电触点26上，与侧向电触点26进行电接触。

竖直向下朝第二中央固定电触点28能活动的第二部分40，由圆顶的上中央部40形成。

如图15中可看到的，活动电触点构件14在竖向凹形圆柱形壁21内容纳并定中心在槽座20中。

中间致动体16用弹性材料制成一体件。

如附图中可看到的，致动体16呈具有总体正方形周边的厚板的形式，其周沿部42是正方形环绕板的环形部分，相对于下基部12支撑致动体16，通过水平下表面46承靠在下基部12的水平上部环形表面22的面对部分上。

致动体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沿竖直向下的方向由平坦水平盘形支承表面54限定，支承表面54朝向活动电触点构件14的活动中央部分40。

上中央部50还具有用于接收致动力的上部分56，上部分56设计用于接收大体上竖直向下的致动力。

为此，上部分56由上部中央盘形致动表面58限定，这里，致动表面58略呈凹形且凹面向上。

致动体16具有薄壁部60，薄壁部60具有大体上环形形状，在水平面中延伸，以使上中央部56与周沿部42连接在一起。

致动体16还具有上侧向部62，上侧向部62围绕力接收上部分56。

上侧向部62是低高度的大体上管状形状的圆柱形区部，从周沿部42的上水平表面竖直向上延伸，这里大体上具有呈圆环或半圆环形的型廓。

因此，上侧向部62由具有圆环状型廓的上部环形水平致动表面64限定。

中央操作按钮18是刚性模制塑料部件，基本由主体70形成。

操作按钮18具有大体上圆柱形形状，主体70的下部由下部致动表面82限定。

下部致动表面82具有中央部分84，中央部分84带有设计用于与致动表面58配合的平坦水平盘形致动面。

下部致动表面82还具有环形侧向部分，环形侧向部分带有致动面86，这里，致动面86具有凸形截锥形型面，其凸面竖直向下且适于与致动表面64配合。

如图9所示，为形成电气开关10及确保整个单元闭合和不同部件与器件的组装，在例如图13所示的位置和状态，电气开关10具有顶罩100，顶罩100压接地安装在下基部12上。

顶罩100在其上部具有中心孔102，操作按钮18的主体70的上部分通过所述中心孔102延伸。

操作按钮18还可穿过中心孔102自由竖向滑动，尤其如图13所示，其定中心由凸状环形致动面86与致动体16的上侧向部62的具有圆环或半圆环形型廓的致动表面64的配合加以确保。

现在来说明根据该第二实施方式的电气开关10的工作原理。

在由施加于操作按钮的上表面19的致动力F的作用所导致的操作按钮18的工作行程的第一阶段期间，操作按钮18的主体70的凸状环形侧向致动面86作用于致动体16的上侧向部62，于是“进入”环形部内，使该环形部弹性变形与壁部60的弹性变形一起进行。

工作行程的该第一部分继续直至中央致动面84接触到致动面58。

在相应于预加载的该第一阶段或第一部分工作行程结束时，操作按钮18通过其中央致动面部分84及其凸状环形侧向致动面部分86同时作用于致动体16，直至下部支承表面54与电触点构件14的第二活动中央部分40的上表面的面对部分初始接触。

工作行程继续，引起活动电触点14弹性变形，活动电触点于是突然改变状态，以通过其中央部分40与第二固定中央接触构件28进行电接触，从而建立电流通路，如上参照第一实施方式所述的。

这里，通过中央部分40进行的接触和状态改变产生触摸动作效应，其被传输到操作按钮18。

在第二实施方式的实施例中，致动体16的上侧向部62示出具有连续环的形状。

在不超出本发明范围的情况下，该上侧向部可设计成具有非连续的形状，具有几个相继隔开的区部，这几个区部例如均匀地沿圆周分布。

Claims (10)

1.一种触摸动作式电气开关(10)，其具有：

－壳体，壳体用绝缘材料制成，具有下基部(12)，下基部限定竖直向上敞开的槽座(20)；

－多个固定的分开的电触点，电触点布置在下基部(12)的竖直向上的表面(24)上，电触点包括至少一个第一固定电触点(26)和至少一个第二固定电触点(28)；

－活动电触点(14)，活动电触点布置在下基部(12)的所述表面(24)上方，包括第一非活动部分(36)和第二活动部分(40)，第一非活动部分与第一固定电触点(26)进行电接触，第二活动部分(40)能竖直向下朝第二固定电触点(28)活动；

－一体式的致动体(16)，致动体用弹性材料制成，布置在下基部(12)中，包括：

i)上中央部(50)，上中央部具有：

*下支承部分(52)，下支承部分向下朝向活动电触点(14)的第二活动部分(40)；

*力接收致动上部分(56)，用于接收大体上竖直向下的致动力(F)；

ii)下周沿部(42)，下周沿部相对于壳体支撑弹性的致动体(16)；

iii)以及壁部(60)，壁部使上中央部(50)和下周沿部(42)连接在一起；

－以及上部中央的按钮(18)，按钮具有用于作用在力接收致动上部分(56)上的中央致动面(84)，

其中，活动电触点(14)布置成：

*在正常息止状态，活动电触点(14)的第二活动部分(40)与所述第二固定电触点(28)隔开；

*当活动电触点受到沿竖直向下方向的预定值的致动力时，活动电触点(14)的第二活动部分(40)与第二固定电触点(28)接触，以使第一固定电触点(26)和第二固定电触点(28)电连接；

并且其中，

－－用弹性材料制成的致动体(16)具有上侧向部(62)，上侧向部围绕致动体(16)的上中央部(50)的用于接收竖直向下的致动力的力接收致动上部分(56)；

－－按钮(18)具有侧向致动面(86)，侧向致动面用于作用在弹性的致动体(16)的所述上侧向部(62)上；

使得在工作时，相继地，

－－－在按钮(18)的工作行程的第一阶段期间，按钮(18)的仅中央致动面(84)作用于力接收致动上部分(56)，使壁部(60)弹性变形；

－－－在按钮(18)的工作行程的第二阶段期间，按钮(18)的侧向致动面(86)和中央致动面同时分别作用于所述上侧向部(62)和力接收致动上部分。

2.根据权利要求1所述的触摸动作式电气开关，其特征在于，致动体(16)的上中央部(50)是圆柱形部，上中央部的向下朝向活动电触点(14)的第二活动部分(40)的下支承部分(52)由平坦水平支承表面(54)限定，上中央部的用于接收大体上竖直向下的致动力的力接收致动上部分(56)由平坦上部水平致动表面(58)限定。

3.根据权利要求1所述的触摸动作式电气开关，其特征在于，相对于壳体支撑弹性的致动体(16)的下周沿部(42)是截锥形管状下部。

4.根据权利要求1所述的触摸动作式电气开关，其特征在于，围绕弹性的致动体(16)的上中央部(50)的力接收致动上部分(56)的所述上侧向部(62)是竖直向上的管状筒形部。

5.根据权利要求4所述的触摸动作式电气开关，其特征在于，上侧向部(62)由上部环形致动表面(64)限定，按钮(18)的具有匹配形状的侧向致动面(86)作用于所述上部环形致动表面(64)。

6.根据权利要求4所述的触摸动作式电气开关，其特征在于，相对于壳体支撑弹性的致动体(16)的下周沿部(42)是截锥形管状下部；并且呈管状筒形部形式的所述上侧向部(62)竖直向上延长截锥形管状的下周沿部(42)。

7.一种触摸动作式电气开关(10)，其具有：

－壳体，壳体用绝缘材料制成，具有下基部(12)，下基部限定竖直向上敞开的槽座(20)；

－多个固定的分开的电触点，电触点布置在下基部(12)的竖直向上的表面(24)上，电触点包括至少一个第一固定电触点(26)和至少一个第二固定电触点(28)；

－活动电触点(14)，活动电触点布置在下基部(12)的所述表面(24)上方，包括第一非活动部分(36)和第二活动部分(40)，第一非活动部分与第一固定电触点(26)进行电接触，第二活动部分(40)能竖直向下朝第二固定电触点(28)活动；

－一体式的致动体(16)，致动体用弹性材料制成，布置在下基部(12)中，具有：

i)上中央部(50)，上中央部包括：

*下支承部分(52)，下支承部分向下朝向活动电触点(14)的第二活动部分(40)；

*力接收致动上部分(56)，用于接收大体上竖直向下的致动力(F)；

ii)下周沿部(42)，下周沿部相对于壳体支撑弹性的致动体(16)；

iii)以及壁部(60)，壁部使上中央部(50)和下周沿部(42)连接在一起；

－以及上部中央的按钮(18)，按钮具有用于作用在力接收致动上部分(56)上的中央致动面(84)，

其中，活动电触点(14)布置成：

*在正常息止状态，活动电触点(14)的第二活动部分(40)与所述第二固定电触点(28)隔开；

*当活动电触点受到沿竖直向下方向的预定值的致动力(F)时，活动电触点(14)的第二活动部分(40)与第二固定电触点(28)接触，以使第一固定电触点(26)和第二固定电触点(28)电连接；

并且其中，

－－用弹性材料制成的致动体具有上侧向部(62)，上侧向部围绕弹性的致动体(16)的上中央部(50)的用于接收竖直向下的致动力的力接收致动上部分(56)；

－－按钮(18)具有侧向致动面(86)，用于作用在弹性的致动体(16)的所述上侧向部(62)上；

使得在工作时，相继地，

－－－在按钮(18)的工作行程的第一阶段期间，按钮(18)的仅侧向致动面(86)作用于上侧向部(62)；

－－－在按钮的工作行程的第二阶段期间，按钮(18)的中央致动面(84)和侧向致动面同时分别作用于力接收致动上部分(56)和上侧向部，使壁部(60)弹性变形。

8.根据权利要求7所述的触摸动作式电气开关，其特征在于，围绕弹性的致动体(16)的上中央部(50)的力接收致动上部分(56)的所述上侧向部(62)是竖直向上的管状筒形部。

9.根据权利要求8所述的触摸动作式电气开关，其特征在于，上侧向部(62)由具有圆环状形廓的上部水平环形致动表面(64)限定，按钮(18)的呈截锥形状的侧向致动面(86)作用于所述上部水平环形致动表面。

10.根据权利要求8所述的触摸动作式电气开关，其特征在于，相对于壳体支撑弹性的致动体(16)的下周沿部(42)是截锥形管状下部；并且呈管状筒形部形式的所述上侧向部(62)竖直向上延长截锥形管状的下周沿部(42)。

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