PL222234B1 - Przełącznik elektryczny, w szczególności o konstrukcji mikroprzełącznika - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 222234 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 388783 ^{(51) Int.Cl.}

H01H 13/52 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 11.08.2009

(54) Przełącznik elektryczny, w szczególności o konstrukcji mikroprzełącznika
(30) Pierwszeństwo: 11.08.2008, DE, 102008037312.5	(73) Uprawniony z patentu: EMZ-HANAUER GMBH & CO.KGAA, Nabburg, DE
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 15.02.2010 BUP 04/10	(72) Twórca(y) wynalazku: GEORG SPIESSL, Altendorf, DE
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.07.2016 WUP 07/16	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Eleonora Rozbicka

PL 222 234 B1

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy przełącznika elektrycznego, w szczególności o konstrukcji mikroprzełącznika.

Przełączniki elektryczne stanowią produkty wytwarzane na masową skalę, które mogą być stosowane w licznych urządzeniach wykorzystujących rozwiązania elektryczne. Korzystny, chociaż nie stanowiący ograniczenia obszar zastosowań dla rozważanych tutaj przełączników, stanowią zamki drzwi przeznaczone dla pralek, zmywarek do naczyń, piecyków i podobnych elektrycznych urządzeń gospodarstwa domowego (tak zwanych artykułów AGD). W tego rodzaju zamki drzwi wbudowuje się często mikroprzełączniki, które przykładowo w odpowiedzi na zamknięcie drzwi lub w odpowiedzi na zablokowanie elementu zamykającego zamka, drzwi przełączają się i w ten sposób umożliwiają rozpoznanie różnych stanów zamka.

Opis patentowy US 4,698,465 (A) przedstawia przełącznik zawierający pierwszy styk podłączony do pierwszego wyprowadzenia, drugi styk w postaci sprężyny śrubowej połączonej jednym końcem z drugim wyprowadzeniem za pośrednictwem płytki odbiorczej. Wyprowadzenia styków umieszczone są na płytce, do której przymocowana jest obudowa. W prowadnicy umieszczony jest przycisk poruszający się w tulei otworu obudowy, przy czym położenie przycisku ustawia drugą ruchomą końcówkę sprężyny w położeniu zwarcia albo rozwarcia z pierwszym stykiem.

Masowy charakter produkcji omawianych tutaj przełączników sprawia często, że duże znaczenie ma koszt ich produkcji, przy czym czynnikiem mającym wpływ na koszty jest nie tylko wytwarzanie części, ale również ich montaż.

Zadaniem stawianym przed niniejszym wynalazkiem jest przygotowanie przełącznika elektrycznego, który przy zapewnieniu wysokiej niezawodności może być wytwarzany przy niskich kosztach.

Zgodnie z wynalazkiem zadanie to zrealizowano, za pomocą przełącznika elektrycznego w szczególności o konstrukcji mikroprzełącznika, z przynajmniej jedną parą styków przełączających mogących się przemieszczać względem siebie między położeniem zwarcia a położeniem rozwarcia w celu ustanowienia oraz rozłączenia połączenia elektrycznego prowadzącego przez obydwa styki przełączające, a ponadto ze środkami sprężynującymi, które zapewniają naprężenie wstępne obydwu styków przełączających względem siebie w kierunku jednego z obydwu ich położeń względnych, przy czym w skład przełącznika wchodzi obudowa przełącznika z szybem ustalającym, element uruchamiający umieszczony w szybie ustalającym z możliwością ruchu w górę i w dół, dostępny od zewnątrz przełącznika. Istotą wynalazku jest to, że przełącznik posiada:

- dwa elementy przewodzące z materiału przewodzącego, umieszczone jeden nad drugim w szybie ustalającym, w kierunku ruchu elementu uruchamiającego, które są usytuowane poprzecznie w przynajmniej części szybu ustalającego, oraz

- element sprężynujący z materiału przewodzącego, umieszczony wewnątrz przestrzeni między obydwoma elementami przewodzącymi lub biegnący przynajmniej do wnętrza tej przestrzeni, który w pierwszym położeniu przełącznika zamyka obwód elektryczny pomiędzy obydwoma elementami przewodzącymi, a w drugim położeniu jest przemieszczany za pomocą elementu uruchamiającego, do położenia rozwarcia z przynajmniej jednym z elementów przewodzących.

Korzystnie środek sprężynujący jest sprężyną walcową z przynajmniej jednym zwojem, wykonaną z materiału przewodzącego elektrycznie, połączoną szeregowo z parą styków przełączających. Korzystniej sprężynę walcową stanowi sprężyna śrubowa w szczególności o obciążeniu naciskowym, zasadniczo w kierunku osi sprężyny. Najkorzystniej sprężyna śrubowa ma postać cylindryczną.

Korzystnie jest, gdy pierwszy z obydwu styków przełączających znajduje się od osiowej strony czołowej sprężyny śrubowej, przy czym pierwszy styk przełączający tworzy końcowy zwój sprężyny śrubowej.

Najkorzystniej sprężynę walcową stanowi sprężyna skrętowa o obciążeniu skrętowym, a jedno z ramion sprężyny skrętowej tworzy pierwszy z obydwu styków przełączających.

W korzystnym wykonaniu, sprężyna walcowa jest zwarta z pierwszym elementem przewodzącym, przy czym element uruchamiający współpracuje ze sprężyną walcową, aby ustawić ją w położeniu zwarcia lub w położeniu rozwarcia z drugim elementem przewodzącym za pomocą ruchu elementu uruchamiającego w szybie ustalającym. W przypadku wykonania sprężyny walcowej jako sprężyny śrubowej, element uruchamiający jest przystosowany do ruchu w kierunku osi sprężyny śrubowej, a w przypadku wykonania jako sprężyny skrętowej jest przystosowany do ruchu w kierunku poprzecznym, w szczególności prostopadłym do osi zwoju sprężyny skrętowej.

PL 222 234 B1

Korzystnie element uruchamiający posiada przestrzeń na sprężynę, w której można umieszczać sprężynę walcową z zastosowaniem naprężenia wstępnego.

W korzystnym wykonaniu wynalazku, przynajmniej jeden z elementów przewodzących, a w szczególności obydwa elementy przewodzące są poprowadzone przez otwór przelotowy w elemencie uruchamiającym.

Korzystnie jest, gdy elementy przewodzące biegną poprzecznie przez szyb ustalający i znajdują się w ściankach szybu ustalającego. Korzystniej, elementy przewodzące są wprowadzane od zewnątrz szybu ustalającego przez szczeliny przepustowe do wnętrza pierwszego obszaru ścianki szybu ustalającego i dalej biegną w kierunku poprzecznym przez szyb ustalający aż do wnęk ustalających w drugim obszarze ścianki szybu ustalającego, leżącym naprzeciw pierwszego obszaru ścianki. Najkorzystniej, szczeliny przepustowe, po stronie pierwszego obszaru ścianki, znajdującego się naprzeciw szybu ustalającego, otwarte są w kierunku przestrzeni, w której umieszczana jest wtyczka.

Szyb ustalający posiada zasadniczo prostokątny przekrój poprzeczny.

Korzystnie jest również, gdy elementy przewodzące wykonano w postaci trzpieni, zaś elementy przewodzące są wykonane z drutu, w szczególności z drutu o prostokątnym przekroju poprzecznym.

Korzystnie przełącznik elektryczny jest stykiem normalnie otwartym, zaś w innym wykonaniu przełącznik elektryczny jest stykiem normalnie zwartym.

Występujące powyżej określenie „sprężyna walcowa“ w rozumieniu niniejszego wynalazku obejmuje zarówno sprężyny śrubowe o działaniu wzdłuż osi, jak również sprężyny skrętowe o obciążeniu skrętowym z ramionami sprężyny, które w przybliżeniu w płaszczyźnie promieniowej sterczą w kierunku osi zwoju sprężyny skrętowej. Tego rodzaju sprężyny skrętowe często określa się również mianem sprężyn ramieniowych. Sprężyny walcowe często charakteryzują się wyjątkową niezawodnością i trwałością użytkowania. Ponadto jako produkty wytwarzane na masową skalę są powszechnie dostępne w handlu, co nie wymaga szczególnych warunków wytwarzania, a przez to pozwala uzyskać korzystną cenę.

Jak wspomniano wyżej, sprężynę walcową zgodnie z jedną postacią wykonania może stanowić sprężyna śrubowa w szczególności o obciążeniu naciskowym zasadniczo w kierunku jej osi sprężyny. Może być wykonana w postaci cylindra; istnieje jednak również możliwość zastosowania sprężyny walcowej w postaci niecylindrycznej, przykładowo baryłkowej.

Pierwszy z dwóch styków przełączających może się znajdować od osiowej strony czołowej sprężyny śrubowej. W szczególności może być utworzony bezpośrednio przez końcowy zwój sprężyny śrubowej, tak aby nie było konieczne podejmowanie dalszych środków w celu utworzenia tego styku przełączającego (na przykład przylutowanej płytki stykowej). Drugi styk przełączający jest z kolei celowo umieszczony w sposób nieruchomy, ale również to, co oczywiste, nie jest konieczne.

Zgodnie z inną postacią wykonania, sprężynę walcową może stanowić sprężyna skrętowa o obciążeniu skrętowym, a jedno z ramion sprężyny skrętowej może tworzyć pierwszy z obydwu styków przełączających.

Jak wspomniano wyżej, przełącznik według wynalazku posiada korzystnie obudowę przełączn ika wraz z szybem ustalającym, do wnętrza którego wprowadza się element uruchamiający z możliwością ruchu w górę i w dół.

Wbudowanie elementu uruchamiającego wyposażonego w sprężynę walcową w obudowę przełącznika jest ułatwione w taki sposób, że po obydwu stronach przestrzeni na sprężynę, łączy się z nią po jednej przestrzeni dodatkowej, przeznaczonej na poszczególne elementy przewodzące.

Jak wspomniano wyżej, przynajmniej jeden z elementów przewodzących, a w szczególności obydwa elementy przewodzące mogą być prowadzone przez otwór przelotowy w elemencie uruchamiającym. Można to wykorzystać w takim celu, aby za pomocą samych tylko elementów przewodzących uzyskać zabezpieczone przed rozłączeniem mocowanie elementu uruchamiającego na obudowie przełącznika bez konieczności zastosowania dodatkowych środków w celu zabezpieczenia elementu uruchamiającego.

W celu uzyskania wysokiej jakości styku ze sprężyną walcową oraz zapewnienia prostego i niedrogiego wytwarzania, elementy przewodzące wykonano korzystnie w postaci trzpieni. Zgodnie z alternatywnym rozwiązaniem mogą być one przykładowo wykonane w postaci listew lub płytek.

Ponadto zwraca się uwagę na to, że elementy przewodzące mogą być wprawdzie wykonane w jednakowy sposób, nie jest to jednak konieczne. Co oczywiste, obydwa elementy przewodzące mogą się charakteryzować różną postacią.

PL 222 234 B1

W celu uzyskania prostej konstrukcji oraz prostego i szybkiego montażu przełącznika według wynalazku, elementy przewodzące mogą biec poprzecznie przez szyb ustalający i być utrzymywane w ściankach szybu ustalającego. W tym celu elementy przewodzące można wprowadzać od zewnątrz szybu ustalającego przez szczeliny przepustowe do wnętrza pierwszego obszaru ścianki szybu i przesuwać w kierunku poprzecznym przez szyb ustalający do momentu, gdy zanurzą się we wnękach ustalających w drugim obszarze ścianki szybu ustalającego, leżącym naprzeciw pierwszego obszaru ścianki.

Szczeliny przepustowe mogą przechodzić po stronie pierwszego obszaru ścianki, która to strona leży naprzeciw szybu ustalającego, w przestrzeń, w której umieszczana jest wtyczka. Przełącznik według wynalazku może zatem działać samodzielnie z wykorzystaniem obydwu elementów przewodzących i sprężyny walcowej jako przewodzących elementów konstrukcyjnych i spełnia wymóg ograniczonej liczby elementów konstrukcyjnych. Oprócz wymienionych elementów, przełącznik według wynalazku wymaga dodatkowo zastosowania jedynie obudowy przełącznika oraz elementu uruchamiającego, co oznacza, że przełącznik można skonstruować z nie więcej niż pięciu elementów konstrukcyjnych.

Szyb ustalający może się przykładowo charakteryzować prostokątnym przekrojem poprzecznym.

Szczególnie korzystne ze względów ekonomicznych rozwiązanie przewiduje, że elementy przewodzące są wykonane z drutu, w szczególności z drutu o prostokątnym przekroju poprzecznym. Można je wytwarzać w prosty sposób ze zwoju drutu poprzez obróbkę na długość, a zatem nie trzeba ich wykrawać z blachy.

Zgodnie z jedną postacią wykonania niniejszego wynalazku, przełącznik elektryczny może działać jako styk rozwierny. W stanie spoczynku przełącznika styki przełączające znajdują się w położeniu zwarcia.

Zgodnie z alternatywnym rozwiązaniem przełącznik elektryczny może działać jako styk zwierny.

W takim wypadku styki przełączające w stanie spoczynku przełącznika zajmują położenie rozwarcia. Można przy tym zastosować oddzielony od sprężyny walcowej i przeciwdziałający jej element sprężynujący, który napręża wstępnie obydwa styki przełączające w kierunku położenia rozwarcia.

Zgodnie z innym podejściem niniejszy wynalazek rozwiązuje przedstawione na wstępie zadanie ponadto z zastosowaniem przełącznika elektrycznego, w szczególności o konstrukcji mikroprzełącznika, w skład którego wchodzi:

- obudowa przełącznika z szybem ustalającym,

- element uruchamiający umieszczony w szybie ustalającym z możliwością ruchu w górę i w dół, dostępny od zewnątrz przełącznika,

- dwa umieszczone jeden nad drugim w szybie ustalającym w kierunku ruchu elementu uruchamiającego, biegnące poprzecznie względem przynajmniej części szybu ustalającego elementy przewodzące z materiału przewodzącego oraz

- element sprężynujący umieszczony wewnątrz przestrzeni między obydwoma elementami przewodzącymi lub biegnący przynajmniej do wnętrza tej przestrzeni, wykonany z materiału przewodzącego, który w pierwszym położeniu przełącznika zamyka obwód elektryczny zawierający obydwa elementy przewodzące, a w drugim położeniu jest przemieszczany za pomocą elementu uruchamiającego z uzyskaniem położenia rozwarcia z przynajmniej jednym z elementów przewodzących.

Zgodnie z tym podejściem, elementem sprężynującym może być przykładowo sprężyna walcowa w postaci sprężyny śrubowej lub sprężyny skrętowej. Możliwe jest również zastosowanie sprężyny płytkowej, przykładowo w kształcie litery V, przy czym jedno z ramion konstrukcji V pozostaje w stałej styczności z jednym z elementów przewodzących, a drugie ramię z wykorzystaniem elementu uruchamiającego, umieszczane jest w położeniu zwarcia i rozwarcia z drugim elementem przewodzącym.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest uwidoczniony na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia w przekroju przykład wykonania przełącznika dwupołożeniowego działającego jako styk rozwierny w położeniu zwarcia, w stanie nie uruchomionym;

fig. 2 przedstawia poszczególne elementy konstrukcyjne przełącznika pokazanego na fig. 1; fig. 3 przedstawia w innym przekroju przełącznik widoczny na fig. 1;

fig. 4 przedstawia w widoku perspektywicznym w przekroju przełącznik pokazany na fig. 1; fig. 5 przedstawia w widoku z góry przełącznik pokazany na fig. 1; fig. 6 przedstawia w kolejnym przekroju przełącznik pokazany na fig. 1;

fig. 7 przedstawia widok w przekroju podobny do pokazanego na fig. 1, z tą różnicą, że przełącznik widoczny na fig. 1 znajduje się w położeniu rozwartym, uruchomionym;

PL 222 234 B1 fig. 8 przedstawia widok w przekroju podobny do pokazanego na fig. 3, z tą różnicą, że przełącznik widoczny na fig. 1 znajduje się tu w położeniu uruchomionym;

fig. 9 przedstawia w znacznym uproszczeniu zasadę działania przełącznika dwupołożeniowego, działającego jako styk zwierny, w położeniu nie uruchomionym;

fig. 10 przedstawia przełącznik pokazany na fig. 9 w położeniu uruchomionym; fig. 11 przedstawia schematyczny szkic wariantu przełącznika ze sprężyną skrętową; fig. 12 przedstawia schematyczny szkic wariantu przełącznika ze sprężyną płytkową.

W przypadku mikroprzełącznika dwupołożeniowego widocznego na fig. 1-8 i oznaczonego ogólnie numerem 10, fig. 1-6 przedstawiają przełącznik w położeniu nieuruchomionym, w którym para styków przełączających przełącznika odpowiadająca za jego włączanie i wyłączanie znajduje się w położeniu wzajemnego zwarcia i w ten sposób zamyka ścieżkę elektryczną prowadzącą przez parę styków, zaś fig. 7 i 8 przedstawiają przełącznik w położeniu uruchomionym, w którym obydwa styki przełączające znajdują się w położeniu rozwarcia, w wyniku czego ścieżka jest przerwana. Przełącznik 10 działa tutaj jako styk rozwierny.

Przełącznik 10 zgodnie z przykładem wykonania widocznym na fig. 1-8 składa się z pięciu elementów konstrukcyjnych. Elementy te stanowią: obudowa przełącznika 20, element uruchamiający 30, element sprężynujący, o właściwościach przewodnictwa elektrycznego, w postaci cylindrycznej sprężyny śrubowej 40 oraz dwa metalowe elementy przewodzące 50, 60 (trzpienie).

Wykonana korzystnie z tworzywa sztucznego, przykładowo jako kształtka wtryskowa, obudowa przełącznika 20 stanowi jedną część i posiada szyb ustalający 23 otwarty na zewnątrz i zamknięty na dnie, przeznaczony na element uruchamiający 30.

Ten ostatni jest wprowadzany od zewnątrz do wnętrza szybu 23 i może być przesuwany w górę i w dół w kierunku wskazanym przez dwustronną strzałkę A, po wbudowaniu w szyb 23 (patrz fig. 2).

Poniżej kierunek strzałki A określać się będzie również mianem kierunku osiowego, ponieważ pokrywa się on z kierunkiem wbudowania sprężyny śrubowej 40.

W przedstawionym przykładzie szyb ustalający 23 charakteryzuje się prostokątnym przekrojem poprzecznym i jest ograniczony przez cztery rozmieszczone na planie prostokąta ścianki boczne szybu. Z tych czterech ścianek bocznych szybu na rysunkach dwie wyraźnie zaznaczono i oznaczono numerami 21 i 22. Obydwie ścianki 21, 22 leżą naprzeciw siebie i służą zamocowaniu i podparciu obydwu elementów przewodzących 50, 60 na obudowie przełącznika 20. W tym celu ściankę boczną szybu 21 wyposażono w dwie wnęki ustalające 25, 26 rozmieszczone w kierunku strzałki A (to jest w kierunku osi) w odstępie jedna nad drugą i przeznaczone na wierzchołki elementów przewodzących 50, 60. Wnęki ustalające 25, 26 są uformowane od strony wewnętrznej szybu, sięgając do wnętrza ścianki 21, i biegną korzystnie tylko przez część grubości ścianki 21. W ten sposób mogą ograniczać głębokość wsuwania elementów przewodzących 50, 60. Z kolei w ściance bocznej szybu 22 znajdują się dwie szczeliny przepustowe 27, 28, przechodzące przez całą ściankę i przeznaczone na elementy przewodzące 50, 60.

Szczeliny przepustowe 27, 28 rozmieszczono dokładnie naprzeciw wnęk ustalających 25, 26 wzdłuż osi; pozwalają one na przeprowadzenie elementów przewodzących 50, 60 od strony zewnętrznej ścianki bocznej 22 szybu.

W stanie po ich wbudowaniu, obydwa elementy przewodzące 50, 60 prowadzą w poprzek szybu 23 na drugą stronę i sięgają wierzchołkami do wnętrza wnęk ustalających 25, 26.

Leżą one przy tym równolegle do siebie oraz jeden nad drugim wzdłuż osi, biegnąc prostopadle do kierunku osi A.

Długość elementów przewodzących 50, 60 dobrano w taki sposób, że w stanie po ich wbudowaniu sterczą ze ścianki bocznej szybu 22 na pewnym odcinku na zewnątrz do środka przestrzeni obudowy 24, w której umieszcza się nie przedstawioną na rysunku wtyczkę, za pomocą której przełącznik 10 jest przyłączany.

Część obudowy 20 otaczająca przestrzeń 24 tworzy więc gniazdo wtykowe przeznaczone na wtyczkę.

W celu wbudowania, elementy przewodzące 50, 60 są wprowadzane od otwartej strony gniazda wtykowego do wnętrza przestrzeni obudowy 24 i prowadzone przez szczeliny przepustowe 27, 28. Następnie są prowadzone naprzód do momentu, gdy ich przednie zakończenia znajdą się we wnękach ustalających 25, 26 i nie będą mogły przemieszczać się dalej naprzód. Przyjmuje się, że wnęki ustalające 25, 26 i/lub szczeliny przelotowe 27, 28 mogą być dostatecznie wąskie lub wykonane

PL 222 234 B1 w inny sposób, aby zapewnić zabezpieczone przed rozłączeniem mocowanie elementów przewodzących 50, 60 w obudowie 20.

Element uruchamiający 30 zgodnie z tym, jak zaprojektowano szyb ustalający 23, posiada kształt prostokątny w przekroju osiowym. Element ten posiada wydłużony wzdłuż osi, szczelinowy otwór 32, biegnący w poprzek elementu uruchamiającego 30 od jednego boku prostokąta do położonego naprzeciw niego, który to otwór w kierunku osi jest ograniczony od dołu i od góry przez materiał elementu uruchamiającego 30. W obszarze środkowym szczelinę 32 poszerzono w poprzek płaszczyzny szczeliny z uzyskaniem przestrzeni 31 na sprężynę (patrz fig. 8), w której można umieścić sprężynę śrubową 40 o osi sprężyny równoległej do kierunku strzałki A. Wysokość przestrzeni 31 na sprężynę wzdłuż osi jest nieznacznie mniejsza od długości sprężyny śrubowej 40 wzdłuż osi w stanie nie naprężonym, w wyniku czego sprężynę śrubową 40 trzeba trochę ścisnąć, aby umieścić ją w przestrzeni 31 na sprężynę. Jest to korzystne dla celów montażu przełącznika 10, ponieważ sprężynę śrubową 40 można połączyć z elementem uruchamiającym 30 - uzyskuje się zmontowaną wstępnie jednostkę, a ponadto z uwagi na naprężenie własne sprężyny nie wypada ona z przestrzeni 31 na sprężynę.

Obszary szczelinowe rozmieszczone wzdłuż osi powyżej i poniżej przestrzeni 31 na sprężynę tworzą przestrzenie dodatkowe 34, 35 (patrz fig. 3) przeznaczone na elementy przewodzące 50, 60, do wnętrza których mogą się wycofać w kierunku osiowym elementy przewodzące 50, 60 podczas ruchu elementu uruchamiającego 30 w szybie 23. Ponieważ przestrzenie dodatkowe 34, 35 w kierunku poprzecznym do płaszczyzny szczeliny są węższe od przestrzeni 31 na sprężynę, sprężyna śrubowa 40 pozostaje wyłącznie w przestrzeni 31 na sprężynę, zaś elementy przewodzące 50, 60 mogą się przemieszczać między przestrzenią 31 na sprężynę a przestrzeniami dodatkowymi 34, 35.

Stopnie przejściowe między przestrzenią 31 na sprężynę a sąsiadującymi z nią w kierunku osiowym z obydwu stron przestrzeniami dodatkowymi 34, 35 oznaczono numerami 36, 37, 38, 39 (patrz w szczególności fig. 3 i 8). Za pomocą tych stopni sprężyna śrubowa 40 opiera się wzdłuż osi na elemencie uruchamiającym 30.

Element uruchamiający 30 posiada przycisk uruchamiający 41, przynajmniej nieznacznie wystający z szybu 23, za pomocą którego zewnętrzny element manipulacyjny (nie przedstawiony na rysunku) może oddziaływać na element uruchamiający 30 w celu uruchomienia przełącznika. Także element uruchamiający 30 jest celowo wykonany z tworzywa sztucznego.

W stanie po wbudowaniu, przedstawionym przykładowo na fig. 1 i 3, obydwa elementy przewodzące 50, 60 przechodzą przez szczelinę 32. To oznacza, że obydwa elementy przewodzące 50, 60 są poprowadzone przez element uruchamiający 30 i w ten sposób dbają o jego zabezpieczone przed rozłączeniem mocowanie na obudowie 20. Wzdłuż osi między obydwoma elementami przewodzącymi 50, 60 znajduje się sprężyna śrubowa 40. Jej górny zwój końcowy (oznaczony numerem 42, patrz fig. 2) przylega przy tym z uzyskaniem połączenia elektrycznego do górnego elementu przewodzącego 60, zaś dolny zwój końcowy (oznaczony numerem 44) przylega do dolnego elementu przewodzącego 50, również z uzyskaniem połączenia elektrycznego. W ten sposób uzyskiwany jest zamknięty obwód elektryczny, zawierający element przewodzący 60, sprężynę śrubową 40 i dalej, element przewodzący 50.

W celu uzyskania połączenia elektrycznego między sprężyną śrubową 40 a elementami przewodzącymi 50, 60 celowe jest, gdy w stanie po ostatecznym zmontowaniu podparcie osiowe sprężyny śrubowej 40 uzyskiwane jest zasadniczo wyłącznie z wykorzystaniem elementów przewodzących 50, 60, a zatem unika się przynajmniej w znaczącym stopniu styczności sprężyny śrubowej 40 ze stopniami przejściowymi 36-39. W tym celu odstęp osiowy między obydwoma elementami przewodzącymi 50, 60 (o którym decyduje odstęp osiowy między wnękami ustalającymi 25, 26, względnie między otworami przepustowymi 27, 28) jest trochę mniejszy od osiowego odstępu między poszczególnymi, położonymi naprzeciw siebie wzdłuż osi stopniami przejściowymi 36-39. Zarazem wnęki ustalające 25, 26 i otwory przepustowe 27, 28 są zlokalizowane w taki sposób, że w stanie po wbudowaniu, obydwa elementy przewodzące 50, 60 w kierunku osiowym wystają nieznacznie do wnętrza przestrzeni 31 na sprężynę. Przy nie uruchomionym przełączniku sprężyna śrubowa 40 utrzymywana jest w konsekwencji z zastosowaniem naprężenia ściskającego między obydwoma elementami przewodzącymi 50, 60.

W przypadku przełącznika 10, górny element przewodzący 60 i końcowy zwój 42 sprężyny śrubowej 40 tworzą parę przemieszczających się względem siebie styków przełączających w rozumieniu

PL 222 234 B1 wynalazku. Utworzony przez element przewodzący 60 styk przełączający jest przy tym unieruchomiony, zaś styk przełączający utworzony przez końcowy zwój 42 jest ruchomy.

Wystające ze ścianki bocznej szybu 22 do wnętrza przestrzeni obudowy 24 zakończenia elementów przewodzących 50, 60 stanowią elementy złącza służące do uzyskania styku z odpowiednimi elementami złącza we wtyczce.

W celu uruchomienia przełącznika 10 naciska się w dół element uruchamiający 30, to jest w kierunku do środka szybu 23, co wskazano strzałką F na fig. 7 i 8. Oznaczone numerem 29 dno szybu ogranicza maksymalny przesuw elementu uruchamiającego 30 w dół. Podczas ruchu w dół elementu uruchamiającego 30 stopnie 36, 37 naciskają na sprężynę śrubową 40. Ta zostaje ściśnięta i oddziela się od górnego elementu przewodzącego 60. W ten sposób połączenie elektryczne między obydwoma elementami przewodzącymi 50, 60 zostaje przerwane; przełącznik 10 zostaje rozwarty.

Po usunięciu siły uruchamiającej, element uruchamiający 30 porusza się pod wpływem działania rozprężanej sprężyny śrubowej 40 z powrotem w górę do momentu, gdy sprężyna śrubowa 40 ponownie będzie przylegać do górnego elementu przewodzącego 60. Przełącznik 10 jest wówczas ponownie zwierany.

W celu montażu przełącznika 10 najpierw sprężyna śrubowa 40 jest umieszczana wewnątrz przestrzeni na sprężynę 21 w elemencie uruchamiającym 30. Następnie element uruchamiający 30 wraz z umieszczoną wewnątrz sprężyną śrubową 40 jest wprowadzany do wnętrza szybu ustalającego 23 w obudowie przełącznika 20 w takim stopniu, że dolny element przewodzący 50 bez problemu może być wprowadzany do wnętrza obudowy 20, będąc przy tym przeciągany przez dolną przestrzeń dodatkową 35. Następnie element uruchamiający 30 jest wciskany głębiej do wnętrza szybu 23. To powoduje ściśnięcie sprężyny śrubowej 40, która przylega wówczas do wbudowanego już dolnego elementu przewodzącego 50. Element uruchamiający 30 jest teraz wciskany do wnętrza szybu 23 na tyle głęboko, że górny element przewodzący 60 może być wprowadzony do obudowy 20, będąc przy tym przeciągany przez górną przestrzeń dodatkową 34. Następnie element uruchamiający 30 można zwolnić; montaż jest zakończony.

Elementy przewodzące 50, 60 są przykładowo wykonane z drutu o prostokątnym, a w szczególności kwadratowym przekroju poprzecznym, jednak zgodnie z alternatywnym rozwiązaniem mogą być wykonane z drutu okrągłego. Na fig. 2 widać, że posiadają one niewielkie odstające zgrubienie 51, względnie 61, które po wbudowaniu elementów przewodzących 50, 60 spoczywa wewnątrz odpowiedniego otworu przepustowego 27, 28 i wciska się w materiał obudowy przełącznika 20. Rozwiązanie to zapewnia odpowiednie mocowanie elementów przewodzących 50, 60 w obudowie 20.

Należy zwrócić uwagę na to, że zamiast śrubowej postaci sprężyny 40 można również zastosować inną postać elementu o właściwościach przewodnictwa elektrycznego, a zarazem elastycznego, przy czym nie wpływa to na znaczące pogorszenie prostoty montażu, ani też nie powoduje zwiększenia liczby elementów konstrukcyjnych przełącznika. Koncepcję przełącznika z elementem uruchamiającym, który może być montowany z zabezpieczeniem przed rozłączeniem za pomocą dwóch przeprowadzanych przez niego i utrzymywanych na obudowie przełącznika elementów przewodzących, przy czym między obydwoma elementami przewodzącymi znajduje się przewodzący element sprężynujący, który jest wstępnie łączony z elementem uruchamiającym z uzyskaniem jednostki montażowej, uznaje się w ramach niniejszego wynalazku za mogącą samodzielnie uzyskać ochronę i to niezależnie od tego, czy element sprężynujący posiada postać skręconą, czy inną.

W celu objaśnienia poniższych przykładów wykonania widocznych na fig. 9, 10 i 11 wykorzystano te same oznaczenia co powyżej w odniesieniu do tych samych lub tak samo działających komponentów. W celu rozróżnienia między przykładami wykonania oznaczenia opatrzono małą literą.

Przełącznik 10a zgodnie z przykładem wykonania widocznym na fig. 9, 10 stanowi przełącznik dwupołożeniowy działający jako styk zwierny. Zawiera on pierwszy element przewodzący 50a, drugi element przewodzący 60a, rozmieszczony między elementami przewodzącymi 50a, 60a pierwszy element sprężynujący 40a o właściwościach przewodnictwa elektrycznego, element uruchamiający 75a wraz z umieszczonym na nim odcinkiem uruchamiającym 80a do uruchamiania przełącznika oraz rozmieszczony między częścią obudowy 85a a odcinkiem uruchamiającym 80a drugi element sprężynujący 70a. Elementy przewodzące 50a, 60a mogą się przykładowo ponownie charakteryzować postacią trzpieni. Pierwszy element sprężynujący może ponownie stanowić sprężyna śrubowa 40a o obciążeniu naciskowym. Drugi element sprężynujący 70a nie wchodzi w skład obwodu biegnącego przez elementy przewodzące 50a, 60a i element sprężynujący 40a; w związku z tym może być ewentualnie wykonany z materiału nieprzewodzącego.

PL 222 234 B1

Elementy przewodzące 50a, 60a oraz odcinek uruchamiający 80a są rozmieszczone w różnych płaszczyznach pionowych, w wyniku czego odcinek uruchamiający 80a może się przemieszczać z położenia widocznego na fig. 9 poniżej elementu przewodzącego 60a do położenia widocznego na fig. 10 powyżej elementu przewodzącego 60a.

Gdy na element uruchamiający 75a nie działa siła F₁, przełącznik elektryczny znajduje się w położeniu równowagi widocznym na fig. 9, w którym przerwane jest połączenie elektryczne między pierwszym 50a a drugim elementem przewodzącym 60a za pośrednictwem pierwszego elementu sprężynującego 40a. Siły sprężyny pierwszego elementu sprężynującego 40a oraz drugiego elementu sprężynującego 70a działają przy tym w przeciwnych kierunkach w taki sposób, że przełącznik elektryczny pozostaje w widocznym na fig. 9 położeniu rozwarcia.

Gdy na element uruchamiający 75a oddziałuje siła F1, co przedstawiono na fig. 10, odcinek uruchamiający 80a przemieszczany jest do położenia w płaszczyźnie położonej w poziomie nad elementem przewodzącym 60a. Wówczas ściskany jest drugi element sprężynujący 70a umieszczony między częścią obudowy 85a a odcinkiem uruchamiającym 80a. Ponieważ pierwszy element sprężynujący 40a nie jest już utrzymywany przez odcinek uruchamiający 80a, może ulec rozciągnięciu ze stanu znacznego ściśnięcia widocznego na fig. 9 do stanu mniejszego ściśnięcia widocznego na fig. 10 do momentu, gdy zetknie się z elementem przewodzącym 60a. W ten sposób na fig. 10 uzyskano połączenie elektryczne między elementami przewodzącymi 50a, 60a za pośrednictwem pierwszego elementu sprężynującego 40a. Po usunięciu siły F₁ działającej na element uruchamiający 75a, element sprężynujący 40a powraca do położenia rozwarcia widocznego na fig. 9; przełącznik jest ponownie rozwierany.

Z kolei warianty przełącznika widoczne na fig. 11 i 12 przedstawiają styk rozwierny do ustanawiania i rozłączania połączenia elektrycznego. Różnią się one od przykładu wykonania widocznego na fig. 1-8 zasadniczo postacią sprężyny umieszczonej między elementami przewodzącymi. Na fig. 11 sprężynę 40b wykonano w postaci sprężyny skrętowej (sprężyny ramieniowej), której oś sprężyny oznaczona symbolem 45b jest położona prostopadle do kierunku ruchu elementu uruchamiającego 30b. Sprężyna skrętowa 40b zgodnie ze znanymi rozwiązaniami posiada centralny osiowy odcinek sprężyny 46b, utworzony przez jeden lub więcej zwojów drutu sprężynowego, a na zakończeniach osiowych posiada po jednym ramieniu sprężyny 47b, względnie 48b, sterczącym w przybliżeniu w płaszczyźnie promieniowej. Widoczne na fig. 11 dolne ramię sprężyny 47b stale przylega, z zastosowaniem naprężenia wstępnego, do dolnego elementu przewodzącego 50b, zaś górne ramię sprężyny 48b w stanie bezruchu przełącznika 10a (stan włączony) przylega do górnego elementu przewodzącego 60b, jednak po uruchomieniu przełącznika jest odpychany przez element uruchamiający 30b z położenia zwarcia z elementem przewodzącym 60b, w wyniku czego przełącznik się rozwiera.

W przypadku wariantu widocznego na fig. 12 element sprężynujący 40c jest wykonany w postaci sprężyny płytkowej wygiętej w kształcie litery V, której ramiona litery V oznaczone symbolami 47c, 48c współdziałają z elementami przewodzącymi 50, 60c. Co zrozumiałe, można zastosować rozwiązanie alternatywne wobec postaci litery V, to jest sprężynę płytkową wygiętą z uzyskaniem okrągłego lub innego kształtu, na przykład litery C.

Claims (19)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Przełącznik elektryczny w szczególności o konstrukcji mikroprzełącznika, z przynajmniej jedną parą styków przełączających mogących się prze mieszczać względem siebie między położeniem zwarcia a położeniem rozwarcia w celu ustanowienia oraz rozłączenia połączenia elektrycznego prowadzącego przez obydwa styki przełączające, a ponadto ze środkami sprężynującymi, które zapewniają naprężenie wstępne obydwu styków przełączających względem siebie w kierunku jednego z obydwu ich położeń względnych, przy czym w skład przełącznika wchodzi obudowa przełącznika z szybem ustalającym, element uruchamiający umieszczony w szybie ustalającym z możliwością ruchu w górę i w dół, dostępny od zewnątrz przełącznika, znamienny tym, że posiada:

   - dwa elementy przewodzące (50, 60, 50a, 60a) z materiału przewodzącego, umieszczone jeden nad drugim w szybie ustalającym (23), w kierunku ruchu elementu uruchamiającego (30), które są usytuowane poprzecznie w przynajmniej części szybu ustalającego (23), oraz

   - element sprężynujący (40a, 70a) z materiału przewodzącego, umieszczony wewnątrz przestrzeni między obydwoma elementami przewodzącymi (50, 60, 50a, 60a) lub biegnący przynajmniej

   PL 222 234 B1 do wnętrza tej przestrzeni, który w pierwszym położeniu przełącznika zamyka obwód elektryczny pomiędzy obydwoma elementami przewodzącymi (50, 60, 50a, 60a), a w drugim położeniu jest przemieszczany za pomocą elementu uruchamiającego (30), do położenia rozwarcia z przynajmniej jednym z elementów przewodzących.
2. 2. Przełącznik elektryczny według zastrz. 1, znamienny tym, że środek sprężynujący jest sprężyną walcową z przynajmniej jednym zwojem, wykonaną z materiału przewodzącego elektrycznie, połączoną szeregowo z parą styków przełączających (42, 60).
3. 3. Przełącznik elektryczny według zastrz. 2, znamienny tym, że sprężynę walcową stanowi sprężyna śrubowa (40) w szczególności o obciążeniu naciskowym, zasadniczo w kierunku osi sprężyny.
4. 4. Przełącznik elektryczny według zastrz. 3, znamienny tym, że sprężyna śrubowa (40) ma postać cylindryczną.
5. 5. Przełącznik elektryczny według zastrz. 3, albo 4, znamienny tym, że pierwszy (42) z obydwu styków przełączających znajduje się od osiowej strony czołowej sprężyny śrubowej (40).
6. 6. Przełącznik elektryczny według zastrz. 5, znamienny tym, że pierwszy styk przełączający (42) tworzy końcowy zwój sprężyny śrubowej (40).
7. 7. Przełącznik elektryczny według zastrz. 2, znamienny tym, że sprężynę walcową stanowi sprężyna skrętowa o obciążeniu skrętowym, a jedno z ramion sprężyny skrętowej tworzy pierwszy z obydwu styków przełączających.
8. 8. Przełącznik elektryczny według zastrz. 2, znamienny tym, że sprężyna walcowa jest zwarta z pierwszym elementem przewodzącym (50), przy czym element uruchamiający (30) współpracuje ze sprężyną walcową, aby ustawić ją w położeniu zwarcia lub w położeniu rozwarcia z drugim elementem przewodzącym (60) za pomocą ruchu elementu uruchamiającego (30) w szybie ustalającym.
9. 9. Przełącznik elektryczny według zastrz. 1 albo 8, znamienny tym, że w przypadku wykonania sprężyny walcowej jako sprężyny śrubowej, element uruchamiający (30) jest przystosowany do ruchu w kierunku osi sprężyny śrubowej (40), a w przypadku wykonania jako sprężyny skrętowej jest przystosowany do ruchu w kierunku poprzecznym, w szczególności prostopadłym do osi zwoju sprężyny skrętowej.
10. 10. Przełącznik elektryczny według zastrz. 8 albo 9, znamienny tym, że element uruchamiający (30) posiada przestrzeń (31) na sprężynę, w której można umieszczać sprężynę walcową (40) z zastosowaniem naprężenia wstępnego.
11. 11. Przełącznik elektryczny według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej jeden z elementów przewodzących (50, 60, 50a, 60a), a w szczególności obydwa elementy przewodzące (50, 60, 50a, 60a), są poprowadzone przez otwór przelotowy (32) w elemencie uruchamiającym (30).
12. 12. Przełącznik elektryczny według zastrz. 1 albo 11, znamienny tym, że elementy przewodzące (50, 60) biegną poprzecznie przez szyb ustalający (23) i znajdują się w ściankach (21, 22) szybu ustalającego (23).
13. 13. Przełącznik elektryczny według zastrz. 12, znamienny tym, że elementy przewodzące (50, 60, 50a, 60a) są wprowadzane od zewnątrz szybu ustalającego (23) przez szczeliny przepustowe (27, 28) do wnętrza pierwszego obszaru ścianki (22) szybu ustalającego (23) i dalej biegną w kierunku poprzecznym przez szyb ustalający (23) aż do wnęk ustalających (25, 26) w drugim obszarze ścianki (21) szybu ustalającego (23), leżącym naprzeciw pierwszego obszaru ścianki (21).
14. 14. Przełącznik elektryczny według zastrz. 13, znamienny tym, że szczeliny przepustowe (27, 28), po stronie pierwszego obszaru ścianki (22), znajdującego się naprzeciw szybu ustalającego (23), otwarte są w kierunku przestrzeni (24), w której umieszczana jest wtyczka.
15. 15. Przełącznik elektryczny według zastrz. 1, znamienny tym, że szyb ustalający (23) posiada zasadniczo prostokątny przekrój poprzeczny.
16. 16. Przełącznik elektryczny według zastrz. 1, znamienny tym, że elementy przewodzące (50, 60, 50a, 60a) wykonano w postaci trzpieni.
17. 17. Przełącznik elektryczny według zastrz. 16, znamienny tym, że elementy przewodzące (50, 60, 50a, 60a) są wykonane z drutu, w szczególności z drutu o prostokątnym przekroju poprzecznym.
18. 18. Przełącznik elektryczny według zastrz. 1 albo 16 albo 17, znamienny tym, że przełącznik elektryczny jest stykiem normalnie otwartym.
19. 19. Przełącznik elektryczny według zastrz. 1 albo 16 albo 17, znamienny tym, że przełącznik elektryczny jest stykiem normalnie zwartym.