CN1089752A - 电气开关 - Google Patents

Abstract

一种电气开关(1)，它是由一个扁平弹簧构成 的。此弹簧加工成既具有触点功能，又具有弹簧功 能。扁平弹簧(1)包括第一腿(2)和第二腿(5)。第一 腿固定在底座(4)的一个固定销轴(3)上，径而产生变 形。第二腿能在第一腿变形的同时运动，其端头(5a) 可以处于与电路触点(14，15)相接触的两种位置中 的任一种。由于其扁平形状，本开关的体积比普通开 关的小；因其只包括一个元件，故其制造费用低且易 于在支座上安装。

Description

本发明涉及一种电气开关。

众所周知，普通的电气开关一般都是由两个刀片和一个回动弹簧组成。为了形成触点，两个刀片可以互相接触。这三个元件安装在一个相应的支座上。

本发明的目的是制造一个由单一元件组成的开关，因此，它的制造费用较低，同时使其安装既容易又迅速。

根据本发明，该电气开关至少包括一个扁平弹簧，该弹簧可以加工并预压成既具有触点功能又具有弹簧功能。

这个扁平弹簧一经压装到一个适当的支座上，就能作为一个转接开关（带两个触点，一个静止触点，一个工作触点）操作;或者只作为带一个触点的接触器操作。弹簧的形状可以千变万化，但是无论怎么变化，它是扁平的这一实事和普通的开关比较起来减小了它的体积。

根据本发明的一个实施例，开关包括：一个第一腿，它能在一个支座的固定销轴上支承而产生变形;一个第二腿，它能与第一腿同时运动，且其端部能处于两种位置中的任一位置，而第一腿的端部则保持为固定的。

本发明的其他特征和优点将在下面对照附图给出的描述中变得更加明显。附图作为非限制性实例介绍了三种实施例。

图1是按照本发明的电气开关的第一实施例的放大俯视图，该开关系装在一个支撑板上。

图2和图3是其局部平面图，表示了图1内的弹簧第二腿的端部能处的两种位置。

图4是按照本发明的开关的第二实施例的类似于图1的平面图。

图5到图7是按照本发明的开关的第三实施例及其三种可能位置的放大平面图。

图1所示电气开关1包括一个扁平弹簧，该弹簧被加工并预压以便既提供触点功能，又提供弹簧功能。开关1包括一个第一腿2，它能通过支承在一个支撑板4的一个固定销轴3上而变形;一个第二腿5，它可以与第一腿2同时运动。腿5的端部6可以处于两种位置中的任一种：一种是由图中实线表示的位置，另一种是由虚线表示的位置6a。

腿2在销端孔7中结束，销端孔7能通过轴销3滑动，并附接于其上。腿2的几何形状可以变换，例如，可以带有大致为U形或V形双叠部分8，而在本例中腿5却基本上是直的，其整个伸长方向上差不多和腿2的整个方向平行。从销轴3和它的销端孔7开始，腿2包括一个发夹形部分21，后面是U形双叠形部分8分，再接一个曲圆端部24。

腿5包括一个隆起部分9，该隆起部分从它的端头5a开始纵向延伸，直至和附在支撑板4上的支承档11平齐。隆起部分9的厚度可以是固定的，或者如图所示可变化的。对着支承档11，隆起部分9有一个端部斜面9a，该斜面和腿5的较薄底相连接。除了斜面9a，腿5还包括一个直的部分，该部分由面对曲圆部分24的一个曲圆部分26接长。这两部分24和26在底脚13的基部连接起来。

本开关的一个致动部件，例如一凸轮（图中未示出），沿着箭头F所示方向施加一侧向推力，可以横向地承载于该底脚13上。

静止时，开关1处于图1中实线所示的位置。支点14以这种方式相对于销轴3和腿5定位，使得腿5在支点14上施加一定的弹性力。当致动部件在底脚13上施加一推力F时，弹簧即绕着它的固定支承点3逐渐变形。腿5即从触点14移开，直到处于图中虚线所示的位置6a，此时端头5a即和图中未示的一电气回路的第二个销15相接触。在整个弹簧1绕着固定销轴3进行变形和转动时，支承档11即逐渐滑过对应着隆起部分的较小厚度的斜面9a（图2和图3）。这种滑动减少了隆起部件9所遇到的阻力，从而使端部5a易于和销15相接触。

当底脚13上的载荷F消失时，通过反弹力作用，借助于其端部6在触点14上施加一个在电接触形成便马上建立的与弹簧预应力相关的确定和恒定的压力，弹簧1自动回到它的原始位置。对着支承档11和销15的隆起部分9的形状，可以采用例如9b和9c那样的曲圆部分（图2），用以防止会使弹簧恶化的对触点15的过大的压力并允许过移而不产生过高应力。

图4中表示的开关16的第二实施例，它已经除去了销15，故而已经不再是一个转接开关，而变成一个接触器。它和前述那个的不同在于，它的第二直腿17不包括纵向隆起部分，而第一腿18却具有比弹簧1的腿2更加开放的结构。

因此，从包容销轴3的销孔19开始，腿18包括一个发夹形部分22，然后是一个广开的V-形双叠状部分23，再后是一个和底脚13相连接的圆端25。最后，底脚13经过一个曲圆状部分26与腿17相连。弹簧16绕销轴3的倾斜将腿17从触点14移开，从而断开相应的电路。

图5到图7示出本发明第三实施例。该开关包括有两个叠置的弹簧27和28。这两个弹簧是相同的，也是被预压的和可变形的，它们的一端29、31附接在销轴32上，其另一端33和34则形成可以运动的端部。由两个弹簧27和28形成的叠堆是相对于平面P为对称的。平面P垂直于叠堆的整个堆面，并通过销轴32。

图6和7中所示每个弹簧27和28的结构更为特别地清楚：每个弹簧片包括：从其附接在销轴32上的端部29和31开始，一个第一弯曲部分35、36、一个双叠部分37、38以及一个大体上为直的腿38、39。这个直腿结束于底脚33和34。弹簧形状是这样的，即当它们都处于预压位置而它们的端头33、34叠置时，它们的各个部分都相对于中平面P对称（图5）。在这个位置上，弯曲部分35和36为一个部件42限定了支承面，该部件42以由箭头F1和F2所示的相反方向推压上述弯曲部分35和36的任一个（图5）。弹簧27和28叠堆在一个支座上（图中未示出），该支座有三个销43、44和45。销43和44分别以适当的距离设置在底脚33和34的每侧边，构成一个图中未示出的电路的触点。销45位于腿39和41之间，使其能作一个支承部件用。

每个底脚33和34都连接在形成一个斜面（33a，34a）的区段上，以便当其他的底脚从中心位置（图5）移动到远至横向触点（图6和7），或反之经横向触点移回到中心位置期间，底部可以在中心销45上滑动。

刚刚介绍过的开关的操作过程描述如下：

当图5所示的弹簧27和28以它们的支承在中心销45上的腿39、41部分地重叠时，由推压部件42在弯曲部分35和36之一上施加一个侧向推力，例如沿着箭头F2在弯曲部分35上施加，从而使这个弯曲部分连同预压弹簧28产生变形。弹簧28的腿41被释放，并沿着与推力F2相反的方向倾斜，直到其端脚34与销43相接触（图6），此时腿39通过它的斜面39a在中心销45上滑动。

沿与第一个力相反方向施加的一个新的推力显然会将弹簧27和28推回到它们在图5中的位置。如果从后一位置开始，由推压部件42沿着箭头F1施加一个推力，弹簧27和28就会以对称的方式从前面的位置产生变形，而变到图7所示的位置。在后一种位置上被预压的弹簧27以这样的方式呈松弛状态，即其释放的腿39变为通过它的底脚33与销44相接触，而弹簧28的腿41借助于其斜面41a在销45上滑动并仍保持对销45的支承接触。

这样，图5到图7所示的开关可以作为带有两个触点销43和44的转接开关使用，或者，如果愿意的话，去掉一个触点销作为一个简单的接触器使用。它的优点就在于由底脚34或33作用在触点43或44上的力和由推压部件42所产生的力F1和F2无关。这是由于扁平弹簧27和28的预压力及特殊结构而造成的。

在上面所描述的各个实施例中，开关的变形发生在弹簧的平面上。弹簧是扁平的，被加工成具有一给定的接触力，例如可以达到100克数量级的接触力，以便使其具有较大的柔性，从而获得快速的运动，同时使弹簧在其截面的整个长度内都具有较低的机械应力，这也就是说，使它具有较长的使用寿命（应力值取决于所用的材料）。

这种截面是在一项专用的计算机软件的基础上确定出来的。

根据本发明的电气开关可以有很多种用途。它可以优越地用铍铜合金制成。这种铍铜合金具有能和钢相媲美的机械特性，但是它的弹性模量却比钢低，具有较好的柔性。最终说来它是一种很好的导电体。当然，这种合金只是作为一种例子在这里给出，还可以使用具有类似特性的其他合金。

根据本发明的描述，在各种可能的实施例中，扁平弹簧都将普通开关的两种功能集合于一个紧凑的元件。按照本发明，为了获得几个开关的组合件，可以构成几个叠置的扁平弹簧的叠堆组块。

Claims (5)

1、电气开关(1；16)，其特征在于，它至少包括一个扁平的弹簧，这种弹簧加工和预压成能提供触点功能和弹簧功能的结构，其中弹簧(1)包括一个第一腿(2；18)，它可以通过支承在一支座的一个固定销轴(3)上产生变形；一个第二腿(5；17)，它能与第一腿同时运动，且其端部(5a；17a)能处于两种位置之一，此时第一腿的端部(7；19)保持固定；第二腿(5)包括有一个纵向隆起部分(9)，隆起部分的宽度可以变化或从一端到另一端都是不变的，它在一个支座(4)的固定档(11)上支承接触，并且当所述第二腿从两个位置之中的一个变换到另一个时，它能够绕该档(11)枢动；该隆起部分(9)与固定档(11)相对地还有一个端部斜面(9a)，该斜面和第二腿(5)的较薄的那一部分相连接，在第二腿(5)从其两个位置(14，15)中的一个运动到另一个时，该斜面能在固定档上滑动。

2、如权利要求1所述的开关，其特征在于，弹簧（1;16）设置有一个底脚（13），该底脚从两腿（2，5;18，17）的连接处伸出，一个诸如凸轮用于致动该开关的推压部件在该底脚上施加一个推力F。

3、如权利要求1所述的开关，其特征在于隆起部分（9）在它的端部有圆的部分（9b，9c），用于允许过移而不产生过应力。

4、电气开关，其特征在于它至少有两个局部叠堆的弹簧（27，28），它们被预压可变形，并且加工成能提供触点功能和弹簧功能，它的一个端部（29，31）附接于销轴（32）上，其相对端部形成可运动的端部底脚（33，34），两个弹簧形成的叠堆是相对一个平面（P）对称的，该平面垂直于所述叠堆的整个平面并通过该固定销轴;这些弹簧在它们的端部之间有一个弯曲部分（35，36），它可以作为用于推压部件（42）的一个支撑触点，该部件（42）在一侧或另一侧上推压弹簧或使之变形，使两个弹簧中的任一个被释放而使后者的端部底脚从一中心位置运动到远至一侧向触点（43，44），或者反之亦然;每一个端部底脚（33，34）都连接到一个锥面（33a，34a），以便在另外的底脚从中心位置运动到远至侧向触点或反之期间，底脚在中心销（45）上滑动。

5、如权利要求1至4中任何一项所述的开并，其特征在于其截面和预应力如此确选定，使开关在静止时在触点（14，43，44）上施加一个确定的恒定的压力。