RU158300U1 - Узел управления - Google Patents

Abstract

1. Управляющий узел к бесшнуровому аппарату для нагревания жидкости, содержащий выключатель, устанавливаемый в указанный аппарат для управления подведением к аппарату электропитания; находящийся в базовом блоке бесшнуровой базовый коннектор, выполненный с возможностью подавать электропитание к выключателю при подсоединении к нему, и блок отключения для замыкания или размыкания электрической цепи подачи электропитания на указанный аппарат, причем блок отключения содержит фиксированный электрический контакт в бесшнуровом базовом коннекторе и подвижный электрический контакт для сопряжения с фиксированным электрическим контактом, при этом подвижный электрический контакт выполнен на свободном конце гибкого компонента, который зафиксирован в одной своей точке и способен изгибаться для осуществления движения электрического контакта и перемещение которого ограничено в другой его точке, расположенной между точкой его фиксации и свободным концом, с целью управления движением электрического контакта, обусловленным изгибанием гибкого компонента, причем изгибание гибкого компонента обеспечивает отведение подвижного электрического контакта от фиксированного электрического контакта для размыкания, тем самым, электрической цепи, при этом управляющий узел содержит фиксаторный элемент для удерживания гибкого компонента в изогнутой конфигурации с целью удерживания блока отключения в разомкнутом состоянии.2. Управляющий узел по п. 1, в котором блок отключения содержит актуатор, способный воздействовать на гибкий компонент в точке, смещенной относительно указанной точки ограничения его перемещения.3. Уп�

Description

Область техники

Полезная модель относится к средствам управления, в частности к выключателям для управления аппаратом для нагревания жидкости, например, чтобы отключить аппарат при закипании в нем воды или предотвратить перегрев, а также к узлам и бытовым приборам, содержащим такие средства управления.

Уровень техники

Традиционный аппарат для нагревания жидкости, такой как электрический чайник или водонагреватель, снабжается выключателем, чувствительным к кипению, который при закипании жидкости в аппарате обеспечивает отключение нагревателя аппарата от источника питания, чтобы прекратить кипение. Может быть предусмотрен и выключатель, чувствительный к перегреву, который отсоединяет источник питания, если температура нагревателя превысит безопасную рабочую температуру.

Обычно такие выключатели используют пластинчатые пружины из медного сплава в качестве подвижного контакта, осуществляющего размыкание или замыкание электрической цепи питания, проводя ток в качестве части контура. Как правило, на пластинчатые пружины воздействует, посредством толкателя, термочувствительный биметаллический актуатор, который срабатывает, когда закипает жидкость внутри аппарата или перегревается нагреватель. Часто данные выключатели основаны на консольных пластинчатых пружинах, которые при воздействии на них актуатора свободно изгибаются, чтобы рассоединить контакты.

Электропитание подается на бесшнуровой аппарат для нагревания жидкости, когда он сопряжен с базовым коннектором, т.е. с коннектором (соединителем) в базовом блоке (подставке). В этом коннекторе имеется еще одна группа контактов, посредством которых электрическая цепь размыкается, когда аппарат отделяют от базового блока.

Раскрытие полезной модели

Полезная модель направлена на создание улучшенного выключателя и узла управления (управляющего узла) к аппарату для нагревания жидкости.

В своем первом аспекте полезная модель обеспечивает создание управляющего узла к бесшнуровому аппарату для нагревания жидкости, содержащего выключатель, устанавливаемый в указанный аппарат для управления подведением к аппарату электропитания; находящийся в базовом блоке бесшнуровой базовый коннектор, выполненный с возможностью подавать электропитание к выключателю при подсоединении к нему, и блок отключения для замыкания или размыкания электрической цепи подачи электропитания на аппарат для нагревания жидкости, причем блок отключения содержит фиксированный электрический контакт в бесшнуровом базовом коннекторе и подвижный электрический контакт для сопряжения с фиксированным электрическим контактом.

При этом подвижный электрический контакт выполнен на свободном конце гибкого компонента, который зафиксирован в одной своей точке и способен изгибаться для осуществления движения электрического контакта и перемещение которого ограничено в другой его точке, расположенной между точкой его фиксации и свободным концом, с целью управления движением электрического контакта, обусловленным изгибанием гибкого компонента.

Этот аспект полезной модели охватывает также выключатель бесшнурового аппарата для нагревания жидкости, содержащий блок отключения для замыкания или размыкания электрической цепи подачи электропитания на указанный аппарат. Блок отключения снабжен подвижным электрическим контактом, выполненным на свободном конце гибкого компонента, который зафиксирован в одной своей точке и способен изгибаться для осуществления движения электрического контакта и перемещение которого ограничено в другой его точке, расположенной между точкой фиксации и свободным концом, с целью управления движением электрического контакта, обусловленным изгибанием гибкого компонента.

Такой выключатель способен обеспечивать сопряжение подвижного электрического контакта с фиксированным контактом, находящимся внутри выключателя. Однако, в соответствии с первым аспектом полезной модели, подвижный электрический контакт предпочтительно приводится в сопряжение с фиксированным контактом в бесшнуровом базовом коннекторе.

Должно быть понятно, что по сравнению с конструкциями, которые, чтобы переместить контакт с целью замкнуть или разомкнуть электрическую цепь в выключателе, используют свободно изгибаемую, например консольно закрепленную, пластинчатую пружину, в полезной модели размеры перемещения гибкого компонента и, соответственно, перемещения контакта могут быть ограничены. Функционирование блока отключения, выполненного подобным образом, может быть более точным и предсказуемым. Например, может оказаться важным контролировать движение одного контакта относительно другого, чтобы, с одной стороны, гарантировать хорошую электрическую связь и, с другой стороны, управляемое разделение контактов. В частности, когда подвижный контакт движется для осуществления сопряжения с фиксированным контактом, например находящимся в бесшнуровом базовом коннекторе, или для прерывания сопряжения, могут иметься ограничения на доступное пространство вокруг фиксированного контакта (например обусловленные конструкцией бесшнурового базового коннектора).

Кроме того, при замыкании или размыкании электрической цепи у фиксированного контакта в бесшнуровом базовом коннекторе может быть достигнуто существенное преимущество, состоящее в уменьшении требуемого количества пар токопроводящих контактов. В известных решениях используются контакты между двумя частями бесшнурового коннектора (базового коннектора и коннектора в составе выключателя), а также другой комплект контактов в выключателе для отключения питания - например, с целью предотвратить перегрев нагревателя. Вместо этого блок отключения согласно полезной модели может выполнять двойную функцию подключения/отключения питания аппарата и необходимое рассоединяемое электрическое соединение между выключателем, установленным в аппарате для нагревания жидкости, и бесшнуровым базовым коннектором. Поэтому желательно, чтобы управляющий узел состоял из единственного блока отключения для замыкания или размыкания электрической цепи подачи электропитания на аппарат для нагревания жидкости. Это является преимуществом, поскольку электрические контакты, как правило, требуют использования серебреной контактной поверхности, определяющей существенную часть стоимости изготовления выключателя. Исключение группы контактов полезно также в плане уменьшения количества подвижных частей выключателя, поскольку повышает его надежность. Кроме того, поскольку гибкий компонент в выключателе согласно полезной модели способен обеспечить необходимое контактное давление, нет необходимости в гибком отжимаемом контакте в бесшнуровом базовом коннекторе, что делает его более стабильным и экономически эффективным в изготовлении.

Должно быть понятно, что гибкий компонент выполнен с возможностью изгибаться под действием внешнего усилия с целью обеспечить перемещение связанного с ним электрического контакта. Блок отключения предпочтительно содержит актуатор, например подвижный толкатель, предназначенный для воздействия на гибкий компонент в другой точке, смещенной относительно точки ограничения его перемещения. Актуатор может воздействовать на гибкий компонент в любой точке, отстоящей от точки ограничения его перемещения. В одной группе вариантов актуатор воздействует на гибкий компонент в точке, расположенной между точками его фиксации и ограничения перемещения. Таким образом, вместо свободного изгибания от точки своей фиксации подобно консоли, гибкий компонент может только прогибаться в установленных для него ограниченных пределах. Как следствие, размер перемещения свободного конца, несущего электрический контакт, зависит от положения точки ограничения перемещения, а также от усилия, прикладываемого актуатором. В результате создается выключатель, обеспечивающий, в дополнение к адекватному отклику гибкого компонента, возможность независимого перемещения. Это является отличием от устройств, в которых электрический контакт находится на биметаллическом элементе, например на биметаллическом актуаторе, который отклоняется, будучи нагретым. Сам по себе гибкий компонент не является биметаллическим актуатором, хотя он может подвергаться воздействию (прямому или косвенному) со стороны биметаллического актуатора (как это будет подробно рассмотрено далее).

Блок отключения может быть образован частями выключателя и бесшнурового базового коннектора. При этом желательно, чтобы по меньшей мере подвижный электрический контакт был ассоциирован с выключателем, т.е. в процессе его использования находился в бесшнуровом аппарате для нагревания жидкости. Если выключатель взаимодействует с бесшнуровым базовым коннектором, желательно, чтобы подвижный контакт автоматически вводился в сопряжение с фиксированным контактом. Например, питание должно подаваться, как только аппарат будет установлен на базовый блок, снабженный бесшнуровым базовым коннектором. Поэтому гибкий компонент может быть выполнен с возможностью создания упругого смещающего усилия, прижимающего подвижный контакт к фиксированному контакту. Прогибание гибкого компонента должно преодолеть это усилие, чтобы отвести электрический контакт от фиксированного контакта. В группе вариантов может быть предусмотрен фиксаторный элемент для удерживания гибкого компонента в изогнутой конфигурации с целью удерживания блока отключения в разомкнутом состоянии до момента ручного включения аппарата. Фиксаторный элемент может воздействовать непосредственно на гибкий компонент, чтобы удерживать его в изогнутой конфигурации, т.е. с подвижным электрическим контактом, отведенным от фиксированного электрического контакта. Альтернативно, данный элемент может взаимодействовать с актуатором (если он имеется), чтобы удерживать его в положении, в котором он воздействует на гибкий компонент, придавая ему изогнутую конфигурацию.

Как уже упоминалось, желательно, чтобы изгибание (в частности прогибание) гибкого компонента приводило к отведению подвижного электрического контакта от фиксированного электрического контакта с целью размыкания электрической цепи, обеспечивающей подачу электропитания на аппарат для нагревания жидкости. Подвижный электрический контакт может подводиться к фиксированному контакту для сопряжения с ним в любом направлении (например вертикальном или горизонтальном), зависящем от ориентации фиксированного контакта в управляющем узле. Соответственно, гибкий компонент может перемещать подвижный контакт в одном из этих конкретных направлений. В группе вариантов подвижный электрический контакт может быть установлен на свободном конце гибкого компонента, расположенного, по существу, в плоскости управляющего узла. В этом случае прогибание гибкого компонента может приводить к перемещению, по существу, с выходом из этой плоскости. Однако такие варианты могут требовать наличия в управляющем узле свободного пространства по высоте, а это может препятствовать минимизации высоты управляющего узла.

В другой группе вариантов подвижный электрический контакт может быть установлен на свободном конце гибкого компонента, выведенном из плоскости управляющего узла. В этом случае прогибание гибкого компонента может приводить к перемещению, по существу, в плоскости управляющего узла, т.е. к движению электрического контакта в поперечном (боковом) направлении. В таких вариантах при подсоединении выключателя к бесшнуровому базовому коннектору может быть обеспечено скользящее сопряжение (т.е. наложение контактов в результате их взаимного скольжения). Такое перемещение относительно фиксированного контакта может способствовать минимизации вертикального размера управляющего узла, поскольку свободный конец гибкого компонента, несущего подвижный контакт, может быть расположен таким образом, чтобы перекрываться по высоте с бесшнуровым базовым коннектором. В таких вариантах блок отключения может содержать гибкий компонент, часть которого между точкой фиксации и точкой ограничения перемещения имеет протяженность в управляющем узле, по существу, в его поперечном направлении. Данная часть гибкого компонента, несущая подвижный электрический контакт, может быть расположена параллельно бесшнуровому базовому коннектору, например, с выходом из плоскости управляющего узла. Угол, на который может быть отогнут гибкий компонент, т.е. угол между двумя частями, отходящими от точки ограничения перемещения, предпочтительно находится в пределах 0°-180°, желательно составляя около 90°, с приданием данному компоненту, по существу, J-образной, L-образной или Т-образной формы. При этом место отгибания гибкого компонента может соответствовать точке ограничения его перемещения.

Существует много различных способов, посредством которых можно наложить ограничения на перемещение гибкого компонента. Под наложением таких ограничений понимается ограничение или устранение по меньшей мере одной степени свободы. В одном примере накладывается ограничение на поступательное перемещение гибкого компонента в любом направлении, но сохраняется свобода поворота. Например, фиксированная точка поворота может находиться в самом гибком компоненте (например в месте его отгибания, если оно имеется). Однако с ограничением движения только поворотом связана проблема, состоящая в том, что свободный конец гибкого компонента в этом случае будет вынужден перемещаться по дуговой траектории, а это может затруднить обеспечение точного сопряжения подвижного контакта с фиксированным. В предпочтительной группе вариантов накладывается ограничение на поступательное перемещение гибкого компонента только в направлении выхода из его плоскости, т.е. в z-направлении. Это ограничивает прогибание данного компонента, но позволяет ему скользить назад/вперед в своей плоскости, а также поворачиваться вокруг точки ограничения перемещения. Такая комбинация скольжения и поворота может способствовать перемещению свободного конца, несущего подвижный электрический контакт, по существу, линейно, а не по дуговой траектории.

Гибкий компонент может быть выполнен с возможностью изгибаться с отведением электрического контакта от фиксированного контакта при воздействии на него более чем в одной точке. Заявитель, в частности, установил, что расположение точки ограничения перемещения между двумя плечами гибкого компонента, одно из которых зафиксировано, означает, что перемещение может быть осуществлено с любой стороны от точки ограничения перемещения. Это позволяет использовать два актуатора, независимо воздействующих на гибкий компонент по разные стороны от точки ограничения его перемещения. Гибкий компонент может быть выполнен с тремя плечами, например иметь Т-образную форму. Первое плечо может содержать точку фиксации, тогда как второе плечо может быть фиксированным, наполовину фиксированным или свободным. Третье плечо может содержать свободный конец, несущий подвижный электрический контакт. Точка ограничения перемещения находится между тремя плечами. Обеспечение изгибания первого или второго плеча, предпочтительно путем воздействия на него соответствующим актуатором, приводит (вследствие расположения точки ограничения перемещения между тремя плечами) к управляемому перемещению электрического контакта, который несет третье плечо. Можно использовать также четыре или более плеч, хотя это и приведет к усложнению конструкции блока отключения.

В группе вариантов гибкий компонент имеет первое плечо с подвижным электрическим контактом на его свободном конце и два других плеча, причем точка ограничения перемещения находится в зоне стыка трех плеч. Второе плечо предназначено для воздействия на него первым актуатором, таким как термочувствительный актуатор, чтобы осуществить его изгибание и отвести электрический контакт от фиксированного контакта. Третье плечо предназначено для воздействия на него вторым актуатором, таким как актуатор, срабатывающий при перегреве (далее - противоперегревный актуатор), чтобы осуществить его изгибание и отвести электрический контакт от фиксированного контакта. Первый и второй актуаторы предпочтительно воздействуют на второе и третье плечи соответственно в противоположных направлениях с обеспечением движения первого плеча в одном и том же направлении (соответствующем отведению электрического контакта от фиксированного контакта). Такие варианты обеспечивают удобную возможность получения двух независимых уровней защиты с использованием единственного гибкого компонента. Кроме того, действие первого и второго актуаторов в противоположных направлениях может способствовать эффективному использованию пространства в управляющем узле и, тем самым, обеспечению компактности этого блока при максимизации его функциональности.

Чтобы обеспечить возврат гибкого компонента по завершении изгибания к исходной конфигурации, он предпочтительно содержит пружинный компонент. Гибкий компонент может быть выполнен из походящего пластика, например из эластомера, сформованного вокруг токонесущего провода. Однако этот компонент предпочтительно содержит электропроводный материал, чтобы он мог сам подводить ток к подвижному электрическому контакту. В группе вариантов гибкий компонент содержит металлический материал, предпочтительно металлический материал, имеющий относительно высокую электропроводность, например медь или медный сплав. Гибкий компонент предпочтительно представляет собой пластинчатую пружину. Компонент в виде электропроводной пластинчатой пружины является особенно удобным и экономичным средством подачи тока к подвижному электрическому контакту, одновременно обладающим гибкостью, необходимой для его изгибания с целью перемещения контакта.

Гибкость, присущая гибкому компоненту, может быть использована для создания контактного давления между подвижным электрическим контактом и фиксированным электрическим контактом. Однако заявитель обнаружил, что важным фактором может быть обеспечение адекватного контактного давления между электрическими контактами, особенно при подключении и отключении линейного вывода электрической цепи, т.е. при подсоединении/отсоединении источника питания. Поэтому в группе вариантов управляющий узел или выключатель предпочтительно содержит дополнительное средство, установленное в заданное положение относительно фиксированного контакта с возможностью приложения усилия к гибкому компоненту так, что его свободный конец гибко отжимается с целью приведения подвижного электрического контакта в сопряжение с фиксированным электрическим контактом. Такое “градуирующее” средство гарантирует, что, когда контакты сопряжены, гибкий компонент находится по меньшей мере в слегка напряженном состоянии, т.е. создает определенное контактное давление. Положение градуирующего средства относительно положения фиксированного контакта может быть выбрано так, чтобы обеспечить желательную степень отклонения свободного конца и, следовательно, желательное контактное давление, определяемое уровнем упругого смещающего усилия.

По меньшей мере в некоторых вариантах “градуирующее” средство может быть образовано точкой ограничения перемещения или скомбинировано с ней. В частности, если гибкий компонент отогнут на границе между двумя частями, отходящими от точки ограничения перемещения, ограничение, накладываемое на зону изгиба, может быть использовано для создания напряжения в части гибкого компонента, несущего подвижный контакт, так что его свободный конец окажется упруго смещенным для приведения электрического контакта в сопряжение с фиксированным электрическим контактом. Изгибание гибкого компонента для отведения электрического контакта от фиксированного электрического контакта может приводить к снятию напряжения в гибком компоненте. Однако в другой группе вариантов “градуирующее” средство выполнено отдельно от точки ограничения перемещения. Это делает усилия, действующие на гибкий компонент, независимыми. В частности, чтобы полностью реализовать преимущество использования “градуирующего” средства, может оказаться желательным задать его положение на базовом коннекторе. При условии, что части управляющего узла подвижны относительно бесшнурового базового коннектора, а отключающая часть этого узла может быть отделена от бесшнурового базового коннектора, может оказаться желательным выполнить “градуирующее” средство также на бесшнуровом базовом коннекторе. “Градуирующее” средство на бесшнуровом базовом коннекторе может иметь фиксированное положение относительно фиксированного электрического контакта.

Гибкий компонент может являться завершающим звеном электрической цепи для подачи питания к аппарату для нагревания жидкости при его использовании, когда выключатель сопряжен с бесшнуровым базовым коннектором и контакты замкнуты. Гибкий компонент может быть снабжен выводом для осуществления электрического соединения с аппаратом для нагревания жидкости. При этом может иметься единственный блок отключения описанного типа, служащий, например, только для отключения линейного вывода от источника питания при подсоединении других электрических контактов, например для подключения вывода нейтрали и вывода заземления (если он имеется) другим способом, например постоянно. Однако в группе вариантов выключатель содержит по меньшей мере два таких блока отключения, например для подключения/отключения линейного вывода и вывода нейтрали. Тем не менее, как уже упоминалось, желательно использовать только один из блоков отключения (основной) для замыкания или размыкания электрической цепи подачи электропитания на аппарат для нагревания жидкости. В то время как контакт (контакты) в основном блоке отключения может (могут) иметь посеребреную контактную поверхность, контактные пары в других блоках отключения могут быть посеребрены в меньшей степени или непосеребрены, поскольку они не служат для прерывания какого-либо тока.

При наличии двух (или более) блоков отключения один и тот же гибкий компонент может быть использован для размещения соответствующей пары контактов (например линейного и нейтрали). Однако в группе вариантов для каждой пары контактов предусмотрены отдельные гибкие компоненты. Это облегчает обеспечение независимого функционирования блоков отключения, например путем воздействия на них независимыми актуаторами. Заявитель установил, что увеличение количества блоков отключения может привести к увеличению пространства, требуемого для подвижных частей управляющего узла. Однако желательно сделать управляющий узел по возможности компактным, чтобы уменьшить объем, который он занимает в аппарате для нагревания жидкости, а также его объем, вместе с ассоциированными материалами, при транспортировке. В предпочтительной группе вариантов блок отключения содержит два гибких компонента, каждый из которых несет подвижный электрический контакт для сопряжения с соответствующим фиксированным электрическим контактом. При этом гибкие компоненты расположены, по существу, взаимно параллельно и рядом друг с другом и ориентированы в противоположных направлениях по отношению к своим точкам фиксации, так что изгибание одного гибкого компонента обеспечивает перемещение его электрического контакта в направлении, противоположном направлению перемещения электрического контакта, вызванного изгибанием другого гибкого компонента.

Такое выполнение рассматривается как новое и патентоспособное. Поэтому в своем втором аспекте полезная модель предлагает управляющий узел бесшнурового аппарата для нагревания жидкости, содержащий: выключатель, устанавливаемый в указанный аппарат для управления подведением к аппарату электропитания; бесшнуровой базовый коннектор, выполненный с возможностью подавать электропитание к выключателю при подсоединении к нему, и блок отключения для замыкания или размыкания электрической цепи подачи электропитания на указанный аппарат. При этом блок отключения содержит первый и второй фиксированные электрические контакты в бесшнуровом базовом коннекторе и соответствующие им первый и второй подвижные электрические контакты для сопряжения с фиксированными электрическими контактами, которые находятся соответственно на свободных концах первого и второго гибких компонентов, выполненных с возможностью изгибания для осуществления перемещения электрических контактов. Первый и второй гибкие компоненты расположены, по существу, взаимно параллельно и рядом друг с другом и ориентированы в противоположных направлениях по отношению к своим точкам фиксации, так что изгибание первого гибкого компонента обеспечивает перемещение первого электрического контакта в направлении, противоположном направлению перемещения второго электрического контакта, вызванного изгибанием другого гибкого компонента.

Данный аспект полезной модели охватывает также выключатель к аппарату для нагревания жидкости, содержащий блок отключения для замыкания или размыкания электрической цепи подачи питания на указанный аппарат. При этом блок отключения снабжен первым и вторым подвижными электрическими контактами, которые находятся соответственно на свободных концах первого и второго гибких компонентов, выполненных с возможностью изгибания для осуществления перемещения электрических контактов, расположенных, по существу, взаимно параллельно и рядом друг с другом и ориентированных в противоположных направлениях по отношению к своим точкам фиксации, так что изгибание первого гибкого компонента обеспечивает перемещение первого электрического контакта в направлении, противоположном направлению перемещения второго электрического контакта, вызванного изгибанием другого гибкого компонента. Такой выключатель может обеспечивать приведение подвижных электрических контактов в сопряжение соответственно с первым и вторым фиксированными электрическими контактами. Фиксированные контакты могут находиться внутри выключателя, однако, как и в соответствии с первым аспектом полезной модели, они предпочтительно обеспечиваются бесшнуровым базовым коннектором.

Должно быть понятно, что при использовании блоков отключения, содержащих (по меньшей мере) две пары контактов, которые размыкаются/замыкаются перемещением в противоположных направлениях посредством соответствующих гибких компонентов, выключатель или управляющий узел может быть сделан потенциально более компактным, если противоположно направленные перемещения взаимно перекрываются в одной плоскости. Это преимущество может быть усилено в вариантах типа описанных выше, в которых свободный конец каждого гибкого компонента, несущего подвижный электрический контакт, ориентирован с выходом из плоскости управляющего узла. Первый и второй гибкие компоненты предпочтительно расположены взаимно параллельно и рядом друг с другом с возможностью изгибания и перемещения в противоположных направлениях, лежащих, по существу, в плоскости управляющего узла, т.е. обеспечивающих противоположные поперечные (боковые) перемещения электрических контактов. Такое двойное боковое перемещение относительно фиксированных контактов может минимизировать высоту управляющего узла, поскольку свободные концы гибких компонентов, несущих подвижные контакты, могут быть расположены с взаимным смещением по высоте бесшнурового базового коннектора и с взаимным перекрытием, но, тем не менее, без взаимных помех их движениям. Гибкие компоненты предпочтительно согнуты между их точками фиксации и свободными концами под углом, который может составлять 0°-180°, но предпочтительно близок 90°. В частности, они могут быть, по существу, J-образными, L-образными или Т-образными. Компактный блок отключения может быть особенно эффективен в выключателе аппарата для нагревания жидкости, использующего нагреватель с относительно низкой мощностью, например 1,5 кВт, и имеющего небольшой пространство в своем основании для размещения выключателя.

Хотя гибкие компоненты могут свободно изгибаться относительно своих точек фиксации, желательно, чтобы их перемещение было ограничено в другой точке, расположенной между точкой фиксации и свободным концом с целью обеспечить (как и согласно первому аспекту полезной модели) управление движением электрического контакта, обусловленным изгибанием гибкого компонента. Любые другие описанные признаки полезной модели также могут использоваться в этом, втором аспекте полезной модели. Далее будут рассмотрены признаки и варианты, применимые в обоих описанных аспектах полезной модели.

Подвижный электрический контакт предпочтительно содержит материал, который образует хороший электрический проводник, например медь. В группе вариантов подвижный контакт содержит покрытие или наконечник из серебра. Серебро выбрано по причине его высокой электропроводности, благодаря чему ослабляется тенденция к ухудшению качества контактной поверхности вследствие окисления. Однако, чтобы уменьшить стоимость контакта при максимально эффективном использовании серебра, серебро предпочтительно используется только как покрытие или наконечник, т.е. в зоне физического контакта с фиксированным контактом. Желательно, чтобы контактная поверхность фиксированного контакта также содержала серебро. Однако заявитель обнаружил, что использование серебра только на одной стороне, т.е. либо на подвижном контакте, либо на фиксированном контакте (при условии, что противоположная сторона состоит из меди), тоже обеспечивает адекватное функционирование. Это обусловлено тем, что плазма, генерируемая дуговым разрядом при рассоединении контактов, приводит к расплавлению серебра на одном контакте, в результате чего на противоположный контакт наносится слой серебра.

В группе вариантов, в которых используются два подвижных контакта, например, для подключения/отключения различных выводов, допустимо, чтобы только один из них содержал покрытие или наконечник из серебра, предпочтительно тот, который используется для отключения основного (линейного) вывода. Желательно выполнить выключатель таким образом, чтобы при его нормальном использовании электрический контакт с посеребреной контактной поверхностью первым замыкал или размыкал соответствующий контакт. Такое выполнение максимизирует преимущество работы с малым количеством серебра, позволяя выполнить другие пары контактов без серебрения или использующими меньше серебра.

В группе вариантов блок отключения содержит гибкий компонент, способный отводить связанный с ним подвижный контакт от соответствующего фиксированного контакта в случае достижения аппаратом для нагревания жидкости определенной температуры. При использовании более одного электрического контакта (например контактов, соответствующих линейному выводу и выводу нейтрали) указанный гибкий компонент предпочтительно размыкает электрическую цепь от источника питания для линейного вывода. Жидкость в аппарате может достигать определенной температуры (например кипения); электрический нагревательный элемент также может достигать определенной температуры, например соответствующей кипению или перегреву. В группе вариантов выключатель содержит термочувствительный, например биметаллический, актуатор, предназначенный для воздействия на гибкий компонент. Актуатор может воздействовать на гибкий компонент непосредственно или через другие элементы, причем он может содержать датчик кипения (например датчик пара) или датчик перегрева. Выключатель может содержать также средство для передачи движения актуатора гибкому компоненту, например стержень-толкатель или рычаг, на который воздействует актуатор. Чтобы гарантировать быструю реакцию при заданной температуре, можно использовать перебрасывающийся биметаллический актуатор.

Если термочувствительный актуатор, такой как перебрасывающийся биметаллический актуатор, воздействует на гибкий компонент, чтобы разделить контакты, можно применить принцип рычага. Например, при установке актуатора с возможностью воздействия на гибкий компонент на расстоянии от точки ограничения перемещения (или точки фиксации, поскольку, в соответствии со вторым аспектом наличие точки ограничения перемещения необязательно), меньшем, чем расстояние до подвижного контакта, эффект перемещения актуатора усиливается за счет изгибания гибкого компонента. Эффект рычага можно использовать также для того, чтобы увеличить относительно слабое усилие, создаваемое актуатором при отведении подвижного контакта с преодолением упругого отжимающего усилия, что позволит использовать относительно большое упругое смещающее усилие с целью гарантировать высокое контактное давление. Это улучшит безопасность выключателя, поскольку относительно малая дистанция перемещения актуатора (такого как перебрасывающийся биметаллический актуатор) может быть преобразована в увеличенную дистанцию перемещения подвижного контакта, гарантирующую достаточное расстояние отведения от фиксированного контакта, отвечающее стандартам безопасности.

В предпочтительной группе вариантов термочувствительный актуатор установлен в выключателе таким образом, что при установке выключателя в аппарат для нагревания жидкости термочувствительный актуатор будет находиться в тепловом контакте с указанным аппаратом, являясь чувствительным к его температуре и, в результате, обеспечивая возможность воздействия на гибкий компонент (непосредственно или через другие элементы), так что гибкий компонент отводит подвижный контакт от фиксированного контакта в случае достижения аппаратом определенной температуры. Термочувствительный актуатор предпочтительно является перекидывающимся биметаллическим актуатором.

Термочувствительный актуатор предпочтительно установлен на наружной поверхности выключателя. Выключатель может содержать более одного актуатора, например один актуатор для реагирования на кипение, а другой для реагирования на перегрев. В одной группе вариантов выключатель содержит термочувствительный актуатор, способный детектировать кипение жидкости в аппарате для нагревания жидкости, например паровой выключатель, который содержит биметаллический актуатор, предназначенный для воздействия на гибкий компонент с целью пространственного разделения подвижного и фиксированного контактов. В другой группе вариантов (не исключающей предыдущую) выключатель содержит термочувствительный актуатор, способный детектировать перегрев аппарата для нагревания жидкости, например, содержащий биметаллический актуатор или плавкий предохранитель, установленный на электрический нагревательный элемент или в контакте с ним и предназначенный для воздействия на гибкий компонент (непосредственно или через другие элементы), чтобы пространственно разделять подвижный и фиксированный контакты. В вариантах, в которых два различных актуатора воздействуют на один и тот же гибкий компонент, например на его различные плечи (как это было описано выше), один актуатор может использовать биметаллический актуатор для детектирования температуры жидкости, тогда как другой актуатор может использовать плавкий предохранитель для детектирования состояния перегрева. Чтобы обеспечить, в целях безопасности, дополнительные уровни дублирования, можно использовать несколько актуаторов.

В группе вариантов, в которых используются два подвижных блока отключения, например для отсоединения линейного вывода и вывода нейтрали, выключатель предпочтительно содержит независимые термочувствительные актуаторы, каждый из которых способен воздействовать на соответствующий гибкий компонент. Альтернативно или дополнительно, выключатель может содержать актуаторы для реакции на кипение и перегрев, способные воздействовать на один и тот же гибкий компонент. В группе вариантов выключатель содержит по меньшей мере два независимых актуатора, чувствительных к температуре и способных детектировать перегрев аппарата для нагревания жидкости, которые предназначены для воздействия на гибкие компоненты, ассоциированные с линейным выводом и с выводом нейтрали соответственно. Имеется также актуатор для детектирования кипения жидкости в аппарате для нагревания жидкости, предназначенный для воздействия на гибкий компонент, ассоциированный с линейным выводом. Актуаторы могут воздействовать на соответствующие гибкие компоненты непосредственно или с помощью промежуточного механизма, например в виде рычага. В группе вариантов имеется, например, актуатор, срабатывающий при кипении, который способен воздействовать на ползунковый выключатель, воздействующий, в свою очередь, на гибкий компонент, несущий контакт, ассоциированный с линейным выводом. Преимущество такого выполнения состоит в том, что с его помощью в некоторых вариантах механизм включения может преодолеть действие актуатора, срабатывающего при кипении, давая пользователю возможность произвести повторное кипячение, если это желательно.

Как было упомянуто, в группе вариантов, в которых актуаторы, чувствительные к перегреву, предназначены для отключения и линейного вывода, и вывода нейтрали, актуатор, ассоциированный с линейным (основным) выводом, в ситуации перегрева предпочтительно срабатывает первым - например, потому что это позволяет использовать посеребреную контактную поверхность или более толстый слой серебра только на контакте, связанном с линейным выводом. Этого можно добиться, например, расположив противоперегревный актуатор, ассоциированный с линейным выводом, ближе к закрытому нагревательному элементу аппарата, чем противоперегревный актуатор, ассоциированный с выводом нейтрали (вспомогательным выводом). В группе вариантов противоперегревный актуатор, ассоциированный с линейным выводом, содержит биметаллический актуатор, установленный на закрытом нагревательном элементе или рядом с ним. В группе вариантов противоперегревный актуатор, ассоциированный с выводом нейтрали, содержит биметаллический актуатор, находящийся на большем термическом расстоянии от закрытого нагревательного элемента, например между холодными выводами этого элемента. Выключатель может быть установлен на аппарат для нагревания жидкости, содержащий закрытый электрический нагревательный элемент под основанием камеры для нагрева жидкости (т.е. на дне аппарата).

В группе вариантов этот противоперегревный актуатор, ассоциированный с выводом нейтрали, выполнен без возможности возврата в исходное состояние в случае срабатывания, т.е. он постоянно удерживает ассоциированные с ним контакты разомкнутыми. Тем самым обеспечивается дополнительный уровень безопасности. Может быть предусмотрен блокирующий механизм, ассоциированный с этим вспомогательным актуатором и служащий для удерживания разомкнутыми соответствующие контакты и/или для удерживания актуатора в положении срабатывания. Однако заявитель установил, что под воздействием остаточной тепловой энергии, рассеиваемой через нагретое основание (например через теплорассеивающую пластину), вспомогательный актуатор, даже при более удаленном расположении, может сработать после того, как сработает основной актуатор, связанный с линейным выводом (т.е. установленный ближе к закрытому нагревательному элементу). Чтобы предотвратить подобную ситуацию избыточной реакции на перегрев, в группе вариантов выключатель устанавливается в аппарат для нагревания жидкости, содержащий нагреватель или теплорассеивающую пластину, содержащий (содержащую) средство для прерывания пути переноса тепла от закрытого нагревательного элемента к вспомогательному противоперегревному актуатору. Данное средство может использовать, например, отверстия, зазоры, прорези, стенки, заслонки, сформированные в нагревателе или теплорассеивающей пластине, или дополнительные тепловые массы, находящиеся в тепловом контакте с нагревателем или пластиной.

Вместе с тем, заявитель разработал и другое средство для предотвращения избыточной реакции на перегрев, находящееся в самом выключателе (т.е. не требующее какой-либо модификации нагревательного элемента, теплорассеивающей пластины и т.д.). Таким образом, в группе вариантов выключатель содержит основной противоперегревный актуатор для прерывания подачи питания на нагревательный элемент в аппарате для нагревания жидкости посредством размыкания первого (основного) блока отключения в случае перегрева нагревательного элемента, а также вспомогательный противоперегревный актуатор для прерывания подачи питания на нагревательный элемент путем размыкания второго (вспомогательного) блока отключения в случае несрабатывания основного актуатора. При этом основной актуатор выполнен с возможностью, при нормальном использовании, срабатывать в случае перегрева нагревательного элемента раньше, чем вспомогательный актуатор. Кроме того, первый и второй блоки отключения согласованы следующим образом: если второй блок отключения независимо размыкается до размыкания первого блока отключения, срабатывает блокировка, которая предотвращает повторное замыкание одного или обоих блоков отключения для возобновления подачи питания на нагревательный элемент; однако, если первый блок отключения размыкается до размыкания второго блока отключения, блокировка не срабатывает.

Чтобы дополнительно повысить безопасность выключателя и аппарата в целом, в группе вариантов выключатель выполнен так, что блок отключения не может быть повторно замкнут после того, как противоперегревный актуатор воздействовал на гибкий компонент, пока не будет выполнено заранее определенное температурное условие. Таким образом, после того как был детектирован перегрев, термочувствительный актуатор должен охладиться до определенной температуры, прежде чем функционирование аппарата снова станет возможным. Это защитит аппарат и/или нагревательный элемент от слишком быстрого повторного запитывания после детектирования перегрева. При этом данная функция обеспечения безопасности не может быть преодолена пользователем, пытающимся включить аппарат. Таким образом, прежде чем дальнейшее функционирование станет возможным, аппарат и/или нагревательный элемент должны будут остыть до безопасной температуры.

В отличие от этого решения, в группе вариантов выключатель выполнен так, что блок отключения может быть замкнут вручную - например, посредством кнопки включения - после того как гибкий компонент подвергся воздействию со стороны термочувствительного актуатора, который детектирует кипение или желательное температурное условие. Это делает возможным повторное кипячение или нагрев жидкости вскоре после ее закипания (или достижения другого температурного условия).

В группе вариантов выключатель содержит приводимый в действие пользователем актуатор, предназначенный для отведения подвижного контакта от фиксированного контакта с преодолением прижимающего усилия гибкого компонента и представляющий собой, например, кнопку “ВЫКЛ”, служащую для размыкания цепи электропитания. Данный актуатор предпочтительно воздействует на гибкий компонент, несущий подвижный контакт, ассоциированный (при его наличии) с линейным (основным) выводом электрической цепи. В группе вариантов актуатор воздействует непосредственно на гибкий компонент. Еще в одной группе вариантов выключатель содержит блокирующий механизм, служащий для удерживания подвижного контакта отведенным от фиксированного контакта, когда на подвижный контакт воздействует актуатор, приводимый в действие пользователем. Такая блокировка может быть необходимой, поскольку гибкий компонент, скорее всего, будет моностабильным, так что при отпускании данного актуатора подвижный контакт был бы снова поджат к фиксированному контакту. Как правило, выполнение гибкого компонента моностабильным позволяет применить, в комбинации с описанным далее блокирующим механизмом, более простой исполнительный механизм либо для актуатора, приводимого в действие пользователем, либо для термочувствительного актуатора, поскольку в этом случае не требуется инициирование второго движения, которое было бы необходимо для бистабильного или эксцентрикового механизма. Для того чтобы освобождать гибкий компонент от блокирующего механизма, может иметься еще один актуатор, приводимый в действие пользователем, например кнопка “ВКЛ”. В одной группе вариантов кнопки “ВКЛ” и “ВЫКЛ” могут быть связаны соответствующим механизмом, например так, что в каждый момент времени можно воспользоваться только одной из них. В группе вариантов может иметься только кнопка “ВКЛ”, а выключение аппарата пользователь может производить иным способом, например, ненадолго приподнимая его от основания. В результате сокращается количество компонентов и, следовательно, повышается надежность.

Применительно к бесшнуровому бытовому прибору, содержащему выключатель, этот выключатель может содержать механизм, предназначенный для воздействия на гибкий компонент, чтобы отвести подвижный контакт от фиксированного контакта с преодолением прижимающего усилия, когда бытовой прибор ставится на бесшнуровое основание. Это устраняет возможность непреднамеренной подачи питания на бытовой прибор при его установке на базовый блок после того, как он был снят с него, например, для выливания из прибора нагретой жидкости. Кроме того, тем самым реализуется средство для выключения аппарата без необходимости использования кнопки “ВЫКЛ”. Гибкий компонент, несущий подвижный контакт, может блокироваться в своей изогнутой конфигурации, со своим контактом, отведенным от фиксированного контакта в результате воздействия указанного механизма. Альтернативно, при установке бытового прибора на бесшнуровое основание сам этот механизм может блокироваться и удерживать гибкий компонент в изогнутой конфигурации с подвижным контактом, отведенным от фиксированного контакта. В группе вариантов указанный механизм содержит физический блокирующий компонент, способный при отделении подвижного контакта от фиксированного контакта автоматически перемещаться в блокирующее положение, в котором он препятствует изгибанию гибкого компонента под действием внутренних напряжений, так что подвижный контакт не может установить электрическую связь с фиксированным контактом. Действие, состоящее в установке бытового прибора на бесшнуровое основание, может создать усилие, необходимое для преодоления прижимающего усилия со стороны гибкого компонента, при смещении свободного конца, несущего подвижный контакт посредством блокирующего механизма. В группе вариантов выключатель содержит актуатор, приводимый в действие пользователем, например ключ включения/выключения, служащий для отключения блокирующего механизма. Этот ключ служит для выведения гибкого компонента, несущего подвижный контакт, из его изогнутой конфигурации с размыканием контура, в которой он удерживался блокирующим механизмом. Это позволит восстановить сопряжение с фиксированным контактом.

В вариантах полезной модели выключатель или управляющий узел предпочтительно находится в хорошем тепловом контакте с нагревателем аппарата для нагревания жидкости. В процессе использования электрическая цепь, контролируемая блоком отключения, подает электропитание на нагреватель. Блок отключения может служить для отключения электропитания от нагревателя при наступлении определенного температурного условия и/или при перегреве нагревателя.

В вариантах полезной модели выключатель или управляющий узел может содержать коннекторную часть для сопряжения с бесшнуровым базовым коннектором. Однако это требование не является существенным, и подвижный контакт (подвижные контакты) можно приводить в сопряжение с фиксированным контактом (фиксированными контактами), имеющимся (имеющимися) в базовом коннекторе без приведения в физический контакт каких-либо других частей.

Бесшнуровой базовый коннектор предпочтительно относится к типу, который делает возможным электрическое соединение, по существу, при любой его угловой ориентации относительно выключателя, т.е. является так называемым коннектором с поворотом на 360°. Однако в некоторых вариантах базовый коннектор может не обеспечивать поворот относительно выключателя в пределах именно 360°, позволяя, тем не менее, осуществить соединение, по существу, независимо от ориентации, например, в пределах 345° или более.

Как уже упоминалось, выключатель особенно эффективен для использования с бесшнуровым электрическим бытовым прибором, имеющим коннектор с поворотом на 360°, так что коннекторная часть этого прибора может быть приведена в сопряжение с соответствующим базовым коннектором, имеющимся в базовом блоке, независимо или, по существу, независимо от взаимной угловой ориентации сопрягаемых частей. Бесшнуровая коннекторная система может содержать два или три электрических вывода (например линейный, нейтрали и, в качестве опции, заземления) для подведения питания от сети. В частности, коннекторная часть бытового прибора может иметь форму охватываемой части разъема, содержащей центральный штырь (например соответствующий заземлению) и наружные подпружиненные выводы (например электрические контакты для соединения с линейным выводом и выводом нейтрали), тогда как базовый коннектор может иметь форму охватывающей части разъема, содержащей центральное гнездо с подпружиненным контактным пальцем и концентрическими электрическими контактами в форме колец.

Если (что предпочтительно) аппарат для нагревания жидкости относится к так называемому бесшнуровому типу, т.е. содержит бесшнуровое основание для подключения к электросети и взаимодействующий с ним собственно бытовой прибор, выключатель согласно полезной модели может находиться в бесшнуровом основании. Однако согласно предпочтительным вариантам он входит в состав собственно бытового прибора, например, электрически присоединен к электрическому нагревательному элементу. Однако, как было упомянуто, тогда как другие компоненты выключателя размещаются в бытовом приборе, фиксированный контакт блока отключения может находиться в бесшнуровом базовом коннекторе. Электрический нагревательный элемент будет, как правило, находиться в хорошем тепловом контакте с жидкостью, подлежащей нагреву в аппарате (приборе). Электрический нагревательный элемент может являться закрытым нагревательным элементом, например погружного типа или установленным на нагревательную пластину в нижней части аппарата для нагревания жидкости, или толстопленочным нагревательным элементом.

Полезная модель охватывает также бесшнуровой электрический бытовой прибор, содержащий бесшнуровой аппарат для нагревания жидкости (который содержит выключатель или управляющий узел, описанный выше) и базовый блок, содержащий базовый коннектор, способный подводить электропитание к выключателю, когда бесшнуровой аппарат для нагревания жидкости сопряжен с базовым блоком.

Краткое описание чертежей

Далее, только в качестве примеров, будут описаны, со ссылками на прилагаемые чертежи, некоторые варианты полезной модели.

На фиг. 1 представлено частичное перспективное изображение некоторых функциональных частей выключателя и бесшнурового базового коннектора в основании, выполненных в соответствии с первым вариантом полезной модели, причем на фиг. 1a и 1b выключатель показан до и после его срабатывания соответственно.

На фиг. 2 выключатель и бесшнуровой базовый коннектор по фиг. 1a показаны на виде сверху.

На фиг. 3 представлено частичное перспективное изображение некоторых функциональных частей выключателя и бесшнурового коннектора, выполненных в соответствии со вторым вариантом, причем на фиг. 3a и 3b выключатель показан до и после его срабатывания соответственно.

На фиг. 4 схематично иллюстрируется принцип работы выключателя и фиксированного контакта в соответствии с третьим вариантом, причем на фиг. 4a и 4b выключатель показан до и после его срабатывания соответственно.

На фиг. 5a и 5b схематично представлен четвертый вариант, в котором перемещение элемента, несущего контакт, приводит к снятию упругого смещающего усилия, создаваемого стопором, связанным с фиксаторным элементом.

На фиг. 6a и 6b схематично представлен пятый вариант, в котором перемещение элемента, несущего контакт, приводит к снятию упругого смещающего усилия, создаваемого другим стопором, связанным с фиксаторным элементом.

Осуществление полезной модели

На фиг. 1 и 2 показаны некоторые компоненты выключателя 2, взаимодействующего с базовым коннектором 4. Выключатель 2 может быть установлен в бесшнуровой аппарат для нагревания жидкости, такой как электрочайник или водонагреватель (не изображен). Базовый коннектор 4 является бесшнуровым коннектором с поворотом на 360 градусов, способным взаимодействовать с выключателем 2 независимо от их взаимной угловой ориентации. Базовый коннектор 4, который может находиться на базовом блоке (не изображен) для бесшнурового аппарата, содержит два концентричных электрических контактных кольца 6, 8, образующих фиксированные электрические контакты. Контактные кольца 6, 8 могут быть выполнены из меди или медного сплава и могут иметь на своей наружной поверхности покрытие или лужение из серебра или серебряного сплава.

Базовый коннектор 4 может быть в форме охватывающей части разъема, подобной представленной, например, в WO 94/06185. Другие компоненты базового коннектора 4, такие как литой пластиковый корпус, шторка, спиральная пружина и подпружиненный палец для контакта заземления в центральной полой зоне, не изображены. Как можно хорошо видеть на фиг. 2, базовый коннектор 4 имеет вращательную симметрию в плоскости, перпендикулярной осевому направлению контактных колец 6, 8, соответствующему направлению, в котором приводятся в контакт соответствующие части выключателя 2 и базового коннектора 4. Каждое контактное кольцо 6, 8 электрически подсоединено посредством провода 7, 9 к электрической сети (например посредством неизображенного кабеля).

Выключатель 2 содержит первый гибкий компонент в виде пластинчатой пружины 10, несущий на своем свободном конце электрический контакт 12 (например связанный с линейным выводом), и второй гибкий компонент в виде пластинчатой пружины 14, несущий на своем свободном конце электрический контакт 16 (например связанный с выводом нейтрали). Каждая из двух пластинчатых пружин 10, 14 является L-образной, причем она закреплена на одном своем конце, расположена, в основном, в плоскости выключателя 2, имеет отгибку в виде плеча 18, 20 соответственно, расположенного параллельно оси контактных колец 6, 8, и завершается на своем свободном конце контактом 12, 16 соответственно. Пластинчатые пружины 10, 14 электрически подсоединены к цепи питания аппарата для нагревания жидкости проводами 11, 15, закрепленными опрессовкой на фиксированных концах пружин. Разумеется, провода 11, 15 могут быть закреплены пайкой, а не опрессовкой. Если это представляется желательным, к закрепленным концам пластин можно прикрепить, вместо проводов, коннекторы Faston (ножевые соединители) или другие коннекторы типа push-on. На виде сверху (фиг. 2) можно видеть, что пластинчатые пружины 10, 14 расположены одна рядом с другой, отходя в противоположных направлениях от своих закрепленных концов.

Пластинчатые пружины 10, 14 не являются просто консольными пружинами, зафиксированными на одном конце, поскольку каждая из них снабжена выступами 22, ориентированными в поперечном направлении, расположенными у изгибов, обеспечивающих образование плеч 18, 20, и лежащими на имеющейся в выключателе поверхности (не изображена). Поскольку выступы 22 опираются на поверхность, это ограничивает перемещение пластинчатых пружин 10, 14 в данном месте в осевом направлении. Однако пластинчатые пружины 10, 14 могут свободно скользить по поверхности в плоскости выключателя 2, а плечи 18, 20 могут свободно поворачиваться. Положение выступов 22, опирающихся на указанную поверхность, выбрано таким, что плечи 18, 20 гибко подпружинены с целью обеспечить сопряжение электрических контактов 12, 16 с фиксированными электрическими контактами 6, 8, когда основные части пластинчатых пружин 10, 14 не имеют прогиба (см. фиг. 1а). При этом плечи 18, 20 испытывают изгибающее напряжение, которое стремится прижать электрические контакты 12, 16 к фиксированным контактным кольцам 6, 8, создавая, тем самым, контактное давление.

Выключатель 2 содержит также актуатор в форме стержней-толкателей 24, 26, которые способны прикладывать осевое усилие к соответствующим пластинчатым пружинам 10, 14 между их закрепленными концами и выступами 22. Когда стержни-толкатели 24, 26 перемещаются в осевом направлении в сторону базового коннектора 4, пластинчатые пружины 10, 14 прогибаются, вызывая поворотное движение плеч 18, 20, несущих электрические контакты 12, 16 таким образом, чтобы уменьшить напряжения в пластинчатых пружинах 10, 14 и отвести контакты 12, 16 от контактных колец 6, 8 базового коннектора 4. Каждый стержень-толкатель 24, 26 может приводиться в действие термочувствительным исполнительным элементом (не изображен), таким как биметаллический исполнительный элемент (актуатор), находящийся в контакте с аппаратом для нагревания жидкости.

Функционирование выключателя становится понятным при сопоставлении фиг. 1a и 1b. Когда любой из стержней-толкателей 24, 26 перемещается в осевом направлении в сторону базового коннектора 4, соответствующая пластинчатая пружина 10, 14 не может перемещаться, как консоль, а прогибается, причем характеристики ее прогиба задаются ограничивающими выступами 22. Выступы 22 могут скользить по ассоциированной с ними опорной поверхности (опорным поверхностям), одновременно являясь осью поворота для плеч 18, 20, несущих контакты 12, 16. Следовательно, прогибание пластинчатых пружин 10, 14 преобразуется в контролируемое поперечное (боковое) движение каждого электрического контакта 12, 16. Прогибание пластинчатых пружин 10, 14 и поворот плеч 18, 20 снимает изгибающее напряжение и позволяет плечам 18, 20 выпрямиться при смещении в поперечном (боковом) направлении наружу. Кроме того, можно видеть, что размещение L-образных пластинчатых пружин 10, 14 одна рядом с другой в сочетании с поперечным движением контактов 12, 16 в пределах высоты базового коннектора 4 позволяет минимизировать вертикальный размер выключателя 2.

Срабатывание любого из стержней-толкателей 24, 26 может приводить к прогибу соответствующей пластинчатой пружины 10, 14 с выведение своего электрического контакта 12, 16 из сопряжения с ассоциированным с ним контактным кольцом 6, 8 базового коннектора 4. В представленном варианте одна из пластинчатых пружин 10, 14 сконструирована как “основной” блок отключения, с которой ассоциирован стержень-толкатель 24, 26, активируемый, например, в случае перегрева для срабатывания раньше, чем другой стержень-толкатель. Основной блок отключения - это компонент, замыкающий или размыкающий цепь для подачи электропитания аппарату для нагревания жидкости. При этом электрические контакты, используемые в этом компоненте, имеют по меньшей мере одну посеребреную контактную поверхность. Другие электрические контакты в выключателе и базовом коннекторе могут быть посеребрены в меньшей степени или не посеребрены.

Если это представляется желательным, выключатель 2 может также содержать центральный штырь (не изображен), ориентированный в осевом направлении и предназначенный для контактирования с подпружиненным контактным пальцем (не изображен) в центральной полой части базового коннектора 4 для формирования третьего электрического соединения, например соответствующего заземлению.

На фиг. 3a, 3b представлен другой вариант, функционирующий, по существу, аналогично описанному варианту. Схожие компоненты имеют схожие обозначения. В выключателе 2′ каждая пластинчатая пружина 10′, 14′ модифицирована таким образом, что выступы заменены дополнительными плечами (рамками) 28, 30, отходящими в поперечном направлении от мест, в которых пластинчатые пружины 10′, 14′ отогнуты для формирования плеч 18, 20, ориентированных в осевом направлении. В результате пластинчатые пружины 10′, 14′ имеют скорее Т-образную, чем L-образную форму. Зоны стыковки плеч 18, 20 и 28, 30 опираются на имеющуюся в выключателе поверхность (не изображена), так что не могут двигаться в осевом направлении. Как и раньше, эти опорные зоны создают усилия, действующие на пластинчатые пружины 10′, 14′, так что ориентированные вдоль оси плечи 18, 20 гибко отжимаются с прижатием контактов 12, 16 к контактным кольцам 6, 8.

Назначение плеч 28, 30, отходящих в поперечном направлении, состоит в создании дополнительных средств для обеспечения прогиба пластинчатых пружин 10′, 14′ и перемещения электрических контактов 12, 16 относительно контактных колец 6, 8 в базовом коннекторе 4. Как это описано выше, каждая пластинчатая пружина 10′, 14′ может прогибаться при воздействии на нее соответствующего стержня-толкателя 24, 26. В дополнение, на плечи 28, 30 могут оказывать одностороннее воздействие пружины 32, 34, которые удерживаются в сжатом состоянии посредством плавких предохранителей 36, 38, воздействующих на плечи 28, 30 с противоположной стороны. При нормальном использовании плечи 28, 30 зафиксированы на своих внешних концах за счет уравновешивания усилий со стороны предохранителей 36, 38 и сжатых пружин 32, 34. При этом воздействие стержней-толкателей 24, 26 может приводить к изгибанию пластинчатых пружин 10′, 14′ и повороту плеч 18, 20, несущих электрические контакты 12, 16, подобно тому, как это показано на фиг. 1b. Альтернативно, вместо стержней, на пластинчатые пружины 10′, 14′ могут воздействовать пружины 32, 34.

При сравнении фиг. 3a и 3b станет понятно функционирование выключателя 2′ при возникновении перегрева. Если один из плавких предохранителей 36, 38 разрушится, ассоциированная с ним пружина 32, 34 получит возможность свободно расшириться и сместить плечо 28, 30 соответствующей пластинчатой пружины 10′, 14′. В этом случае соответствующая пластинчатая пружина 10′, 14′ прогнется без помощи стержня-толкателя 24, 26, так что ее плечо 18, 20, несущее контакт, повернется вокруг зоны стыка и отведет электрический контакт 12, 16 в поперечном направлении от ассоциированного контактного кольца 6, 8 базового коннектора 4 (см. фиг. 3b). Прогиб пластинчатых пружин 10′, 14′ со смещением контактов 12, 16 приводит также к снятию изгибающих напряжений в плечах 18, 20.

В других вариантах пластинчатые пружины могут не иметь изгиба, придающего им L-образную или Т-образную форму. На фиг. 4a и 4b схематично показано, что, по существу, плоскую пластинчатую пружину 10″ можно зафиксировать на одном ее конце и закрепить держатель электрического контакта 12 на ее свободном конце. Электрический контакт 12 поджат к фиксированному контакту 8′. Как и раньше, пластинчатая пружина 10″ не является чисто консольной: ее поворот ограничивается тем, что между своими фиксированным и свободным концами она опирается на поверхность 40. При воздействии на пластинчатую пружину 10″ посредством стержня-толкателя 24 (или другого актуатора) она прогибается, но смещение электрического контакта 12 ограничивается наличием ограничения на перемещение, накладываемого поверхностью 40. Подобный базовый принцип может быть реализован в любом из вариантов, описанных выше.

Дополнительная особенность любого из описанных выше вариантов может состоять в наличии независимого “градуирующего” упора, установленного в заданное положение относительно фиксированного контакта с возможностью приложения к пластинчатой пружине (или другому гибкому компоненту) упругого смещающего усилия для приведения ее (его) электрического контакта в сопряжение с фиксированным электрическим контактом. В варианте по фиг. 5a и 5b пластинчатая пружина 10″ установлена аналогично пружине, показанной на фиг. 4a и 4b, за исключением того, что свободный конец пластинчатой пружины 10″, несущий контакт 12, взаимодействует с упором 42, занимающим фиксированное положение относительно контакта 8′ (как и раньше, схожие компоненты имеют схожие обозначения).

В исходной конфигурации, показанной на фиг. 5а, упор 42 упирается в свободный конец пластинчатой пружины 10″, которая упруго прижимает контакт 12 к фиксированному контакту 8′. Такая конструкция может гарантировать обеспечение желательного контактного давления. Когда пластинчатая пружина 10″ прогибается (как это показано на фиг. 5b), ее свободный конец отходит от упора 42, т.е. упругое прижимающее усилие снимается. В другом варианте, проиллюстрированном на фиг. 6a и 6b, упор 42′ занимает другое положение относительно фиксированного контакта 8′, но и в этом случае упирается в пластинчатую пружину 10″, когда контакты 8′, 12 соприкасаются друг с другом. В этом варианте конец пластинчатой пружины 10″ имеет форму крючка, обеспечивающего возможность взаимодействия с упором 42′. Как и раньше, упор 42′ обеспечивает (в конфигурации по фиг. 6а) сведение контактов 8′, 12 посредством упругого усилия со стороны пластинчатой пружины 10″, тогда как в конфигурации по фиг. 6b прогнувшаяся пластинчатая пружина 10″ уже не создает такого усилия.

Хотя рассмотренные варианты были описаны как использующие, в качестве гибких компонентов, пластинчатые пружины, специалистам должно быть понятно, что этим компонентам может быть придана другая форма, например гибкого пластикового элемента, несущего электрический проводник.

Должно быть также понятно, что в управляющем узле могут присутствовать и различные другие (не описанные применительно к рассмотренным вариантам, но очевидные для специалиста) признаки и компоненты, обычно используемые в выключателе и бесшнуровом базовом коннекторе. Так, стержни-толкатели могут приводиться в действие соответствующим термочувствительным актуатором, например биметаллическим актуатором или плавким предохранителем. Кроме того, стержни-толкатели, описанные только в качестве примера, могут быть заменены любым иным подходящим исполнительным механизмом. Кроме того, термочувствительный актуатор может быть выполнен оказывающим прямое или косвенное воздействие на пластинчатые пружины. По желанию, в выключатель можно ввести такие элементы, как блокирующий механизм и/или ручной ключ включения/выключения.

Claims (36)

1. Управляющий узел к бесшнуровому аппарату для нагревания жидкости, содержащий выключатель, устанавливаемый в указанный аппарат для управления подведением к аппарату электропитания; находящийся в базовом блоке бесшнуровой базовый коннектор, выполненный с возможностью подавать электропитание к выключателю при подсоединении к нему, и блок отключения для замыкания или размыкания электрической цепи подачи электропитания на указанный аппарат, причем блок отключения содержит фиксированный электрический контакт в бесшнуровом базовом коннекторе и подвижный электрический контакт для сопряжения с фиксированным электрическим контактом, при этом подвижный электрический контакт выполнен на свободном конце гибкого компонента, который зафиксирован в одной своей точке и способен изгибаться для осуществления движения электрического контакта и перемещение которого ограничено в другой его точке, расположенной между точкой его фиксации и свободным концом, с целью управления движением электрического контакта, обусловленным изгибанием гибкого компонента, причем изгибание гибкого компонента обеспечивает отведение подвижного электрического контакта от фиксированного электрического контакта для размыкания, тем самым, электрической цепи, при этом управляющий узел содержит фиксаторный элемент для удерживания гибкого компонента в изогнутой конфигурации с целью удерживания блока отключения в разомкнутом состоянии.

2. Управляющий узел по п. 1, в котором блок отключения содержит актуатор, способный воздействовать на гибкий компонент в точке, смещенной относительно указанной точки ограничения его перемещения.

3. Управляющий узел по п. 2, в котором актуатор способен воздействовать на гибкий компонент в точке, расположенной между точками его фиксации и ограничения перемещения.

4. Управляющий узел по п. 2, в котором гибкий компонент выполнен с возможностью создания упругого смещающего усилия, прижимающего подвижный контакт к фиксированному контакту.

5. Управляющий узел по п. 1, в котором изгибание гибкого компонента обеспечивает перемещение подвижного электрического контакта, по существу, с выведением из плоскости управляющего узла.

6. Управляющий узел по п. 1, в котором изгибание гибкого компонента обеспечивает перемещение подвижного электрического контакта, по существу, в плоскости управляющего узла.

7. Управляющий узел по п. 6, в котором подвижный электрический контакт выполнен на свободном конце гибкого компонента, выступающем из плоскости управляющего узла.

8. Управляющий узел по п. 1, в котором часть гибкого компонента между точкой фиксации и точкой ограничения перемещения имеет протяженность в управляющем узле, по существу, в его поперечном направлении.

9. Управляющий узел по п. 1, в котором гибкий компонент имеет первое плечо с подвижным электрическим контактом на его свободном конце и два других плеча, причем точка ограничения перемещения находится в зоне стыка трех плеч.

10. Управляющий узел по п. 9, который содержит первый актуатор и в котором одно из двух других плеч является вторым плечом, предназначенным для воздействия на него первым актуатором, чтобы осуществить его изгибание и отвести электрический контакт от фиксированного контакта.

11. Управляющий узел по п. 10, который дополнительно содержит второй актуатор и в котором одно из двух других плеч является третьим плечом, предназначенным для воздействия на него вторым актуатором, чтобы осуществить его изгибание и отвести электрический контакт от фиксированного контакта.

12. Управляющий узел по п. 11, в котором первый и второй актуаторы способны воздействовать на второе и третье плечи соответственно в противоположных направлениях с обеспечением движения первого плеча в одном и том же направлении.

13. Управляющий узел по п. 1, дополнительно содержащий градуирующее средство, установленное в заданное положение относительно фиксированного контакта с возможностью приложения усилия к гибкому компоненту для его гибкого отжатия с целью приведения подвижного электрического контакта в сопряжение с фиксированным электрическим контактом.

14. Управляющий узел по п. 1, в котором выключатель содержит механизм, предназначенный для воздействия на гибкий компонент с целью отведения подвижного электрического контакта от фиксированного электрического контакта, когда выключатель сопряжен с бесшнуровым базовым коннектором.

15. Управляющий узел по п. 14, в котором указанный механизм содержит физический блокирующий компонент, способный при отделении подвижного электрического контакта от фиксированного электрического контакта автоматически перемещаться в блокирующее положение, в котором он препятствует изгибанию гибкого компонента и, тем самым, установлению электрической связи между электрическим контактом и фиксированным электрическим контактом.

16. Управляющий узел по п. 14, в котором выключатель содержит актуатор, приводимый в действие пользователем и предназначенный для отключения указанного механизма с целью освобождения гибкого компонента, несущего подвижный электрический контакт.

17. Управляющий узел по п. 1, состоящий из единственного блока отключения для замыкания или размыкания электрической цепи подачи электропитания на аппарат для нагревания жидкости.

18. Управляющий узел по п. 17, в котором подвижный электрический контакт имеет покрытие или наконечник из серебра.

19. Управляющий узел по п. 1, в котором блок отключения для замыкания или размыкания электрической цепи является первым блоком отключения, предназначенным для отключения линейного вывода электрической цепи.

20. Управляющий узел по п. 1, содержащий второй блок отключения, предназначенный для отсоединения вывода нейтрали электрической цепи и содержащий второй фиксированный электрический контакт, выполненный на бесшнуровом базовом коннекторе, и второй подвижный электрический контакт для сопряжения со вторым фиксированным электрическим контактом, выполненный на свободном конце второго гибкого компонента, который зафиксирован в одной своей точке и способен изгибаться для осуществления перемещения подвижного электрического контакта, при этом второй гибкий компонент ограничен в своем перемещении в другой точке, расположенной между своей точкой фиксации и свободным концом, с целью обеспечения управления движением второго электрического контакта, обусловленным изгибанием второго гибкого компонента.

21. Управляющий узел по п. 1, в котором блок отключения содержит два гибких компонента, каждый из которых несет подвижный электрический контакт для сопряжения с соответствующим фиксированным электрическим контактом, при этом гибкие компоненты расположены, по существу, взаимно параллельно и рядом друг с другом и ориентированы в противоположных направлениях по отношению к своим точкам фиксации, так что изгибание одного гибкого компонента обеспечивает перемещение его электрического контакта в направлении, противоположном направлению перемещения электрического контакта, вызванного изгибанием другого гибкого компонента.

22. Управляющий узел по п. 21, в котором первый и второй подвижные электрические контакты выполнены соответственно на свободных концах первого и второго гибких компонентов, выступающих из плоскости управляющего узла.

23. Управляющий узел по п. 21, в котором у каждого из первого и второго гибких компонентов имеется часть, расположенная между точкой фиксации и точкой ограничения перемещения и имеющая протяженность в управляющем узле, по существу, в его поперечном направлении.

24. Управляющий узел по п. 23, в котором движение каждого из первого и второго гибких компонентов ограничено в другой точке, расположенной между его точкой фиксации и свободным концом.

25. Управляющий узел по п. 23, дополнительно содержащий актуатор, способный воздействовать по меньшей мере на один из первого и второго гибких компонентов в другой точке, смещенной относительно соответствующей точки ограничения перемещения.

26. Управляющий узел по п. 25, в котором актуатор способен воздействовать на первый и/или второй гибкие компоненты в точке, расположенной между точками его (их) фиксации и ограничения перемещения.

27. Управляющий узел по п. 21, в котором каждый из первого и второго гибких компонентов выполнен с возможностью создания упругого смещающего усилия, прижимающего его подвижный контакт к соответствующему фиксированному электрическому контакту.

28. Управляющий узел по любому из пп. 1-20, в котором выключатель дополнительно содержит термочувствительный актуатор, предназначенный для воздействия на гибкий компонент.

29. Управляющий узел по п. 28, в котором термочувствительный актуатор находится в тепловом контакте с указанным аппаратом и является чувствительным к его температуре, обеспечивая отведение гибким компонентом своего подвижного электрического контакта от фиксированного электрического контакта в случае достижения указанным аппаратом определенного температурного условия.

30. Управляющий узел по любому из пп. 1-20, в котором выключатель содержит актуатор, приводимый в действие пользователем и предназначенный для отведения подвижного электрического контакта от фиксированного электрического контакта.

31. Управляющий узел по любому из пп. 1-20, в котором гибкий компонент содержит пластинчатую пружину.

32. Управляющий узел по любому из пп. 21-27, в котором выключатель дополнительно содержит независимые первый и второй термочувствительные актуаторы, способные воздействовать на первый и второй гибкие компоненты соответственно.

33. Управляющий узел по п. 32, в котором по меньшей мере один из первого и второго термочувствительных актуаторов находится в тепловом контакте с аппаратом для нагревания жидкости и является чувствительным к его температуре, обеспечивая отведение соответствующим (соответствующими) первым и/или вторым гибкими компонентами соответствующего подвижного электрического контакта от фиксированного электрического контакта в случае достижения аппаратом для нагревания жидкости определенной температуры.

34. Управляющий узел по любому из пп. 21-27, в котором выключатель содержит актуатор, приводимый в действие пользователем и выполненный с возможностью отведения по меньшей мере одного из первого и второго подвижных электрических контактов от соответствующего ему фиксированного электрического контакта.

35. Управляющий узел по любому из пп. 21-27, в котором первый и/или второй гибкие компоненты содержат пластинчатую пружину.

36. Управляющий узел по любому из пп. 1-27, в котором бесшнуровой базовый коннектор обеспечивает возможность осуществления электрического соединения, по существу, независимо от взаимной угловой ориентации бесшнурового базового коннектора и выключателя.

Images