RU221780U1 - Пьезоэлектрический включатель транспортного средства - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к пьезоэлектрическим включателям, предназначенным для использования на транспорте. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности за счет исключения перекручивания выводов соединений при одновременной надежной фиксации на конечном изделии. Пьезоэлектрический включатель содержит пьезоэлектрический модуль, состоящий из размещенных в корпусе пьезоэлемента и печатной платы с электрической схемой, выводы которой выходят наружу корпуса и соединены с разъемом подключения к конечному изделию. При этом корпус пьезоэлектрического модуля содержит соединительный фланец с отверстиями для резьбовых крепежных элементов. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к пьезоэлектрическим включателям, предназначенным для использования на железнодорожной и колесной технике, в системах управления открытием/закрытием сдвижных подвижных элементов, в частности в системах управления прислонно-сдвижных дверей, сопровождаемых световой индикацией.

Уровень техники

Известен пьезоэлектрический выключатель (патент № RU73120, МПК H01H 13/02, H01L 41/113, публ. 10.05.2008), который содержит корпус цилиндрической формы с резьбой на его внешней боковой поверхности и закрытый в одного торца шляпкой. В корпусе размещен модуль, содержащий пьезоэлемент, соединитель типа «зебра» и печатную плату с электрической схемой и две контактные площадки. Модуль имеет элементы фиксации в виде защелки. После установки модуля в корпус пьезоэлектрического выключателя, внутренняя полость корпуса заливается компаундом, сквозь который наружу выходят выводы электрической схемы печатной платы модуля.

Соединения выводов известного устройства осуществляется пайкой, что в условиях трудного доступа проблематично и может привести к некачественному соединению. При этом пьезоэлектрический выключатель устанавливается в конечное изделие путем вворачивания корпуса, в процессе которого выводы перекручиваются. Такая установка может деформировать контактные соединения и привести к снижению эксплуатационной надежности выключателя. Кроме того, недостатком ближайшего аналога является использование компаунда для герметизации основных функциональных элементов после установки его в корпус пьезоэлектрического выключателя. Такое решение в случае выхода из строя основных функциональных элементов приведет к полной замене пьезоэлектрического выключателя.

Известен пьезоэлектрический выключатель (патент № RU134696, МПК H01H 13/02, H01L 41/113, публ. 20.11.2013), содержащий цилиндрический корпус, пьезоэлемент, установленный в корпусе и электрически соединенный с элементами схемы управления, размещенными на печатной плате, и электрические выводы для соединения с управляющей магистралью. При этом пьезоэлемент размещен на мембране, установленной в торцевой части корпуса, а в качестве элементов схемы управления выключатель содержит твердотельное реле с оптической развязкой.

Недостатком известного устройства является сложная конструкция пьезоэлектрического выключателя с большим количеством функциональных элементов, приводящая к снижению его эксплуатационной надёжности. А также невозможность применения выключателя на железнодорожном транспорте ввиду отсутствия защиты от воздействий внешней среды.

Наиболее близким по технической сущности является пьезоэлектрический выключатель (патент № RU121647, МПК H01H 13/02, H01L 41/113, публ. 27.10.2012), который содержит корпус цилиндрической формы в виде стакана с закрытым с одной стороны торцом и резьбой на боковой поверхности. В корпусе расположен держатель, содержащий пьезоэлемент, установленный на мембране в торце корпуса, печатную плату с электрической схемой выключателя и его выводами. Держатель закрыт крышкой с помощью замочного узла, образованного ступенчатыми упорами на крышке и выступами на внутренней поверхности корпуса держателя, а внутренняя полость корпуса держателя заполнена компаундом.

Недостатком известного устройства является вероятность перекручивания выводов из-за вворачивания пьезоэлектрического выключателя в процессе установки, а также низкая герметичность внутренней области пьезоэлектрического выключателя, подверженная воздействию окружающей среды, способствующая попаданию инородных частиц, пыли и грязи. Перечисленные недостатки приводят к снижению эксплуатационной надежности пьезоэлектрического выключателя, делают невозможной его установку на железнодорожное транспортное средство. Кроме того, монтаж известной конструкции осложнен из-за невозможности рассчитать длину выводов для подсоединения к управляющей магистрали, которая в зависимости от типа вагона может располагаться на удаленном расстоянии от пьезоэлектрического выключателя.

Раскрытие сущности полезной модели

При создании полезной модели решалась задача создания конструкции пьезоэлектрического включателя, приспособленного для работы в жестких условиях эксплуатации на транспортных средствах.

Технический результат - повышение эксплуатационной надежности пьезоэлектрического включателя.

Указанный технический результат достигается тем, что пьезоэлектрический включатель транспортного средства содержит пьезоэлектрический модуль, состоящий из размещенных в корпусе пьезоэлемента и печатной платы с электрической схемой, выводы которой выходят наружу корпуса, при этом, согласно полезной модели, выводы соединены с разъемом подключения к проводу управляющей магистрали вагона, а корпус содержит соединительный фланец с отверстиями для резьбовых крепежных элементов.

Кроме того, согласно полезной модели, резьбовые крепежные элементы закрыты заглушками или установленной с помощью фиксирующего замка крышкой, совпадающей по форме с фланцем.

Кроме того, согласно полезной модели, центральная часть фланца имеет светопроницаемую способность благодаря использованию накладки со светопроницаемыми окнами, которая закреплена на фланце с помощью резьбовых крепежных элементов при совмещении крепежных отверстий, выполненных на фланце и накладке. При этом пьезоэлемент размещен за светопроницаемой накладкой.

Кроме того, согласно полезной модели, на внутренней поверхности фланца или на внутренней поверхности светопроницаемой накладки выполнена канавка для размещения в ней уплотнения.

Кроме того, согласно полезной модели, фланец выполнен за единое целое с корпусом пьезоэлектрического модуля или установлен на корпусе пьезоэлектрического модуля при помощи замочного узла.

Кроме того, согласно полезной модели, фланец выполнен круглой или продолговатой формы.

Область применения устройства сопровождается жесткими условиями эксплуатации, в которых устройство подвержено механическим воздействиям, а также воздействиям окружающей среды. При этом конструкция устройства должна обеспечивать надежную и стабильную работу. Это достигается благодаря использованию разъема для подключения и фланцевого резьбового крепления выключателя, которые обеспечивают удобство подключения. Например, в зависимости от типа вагона на железнодорожном транспорте, где возможны различные варианты размещения провода управляющей магистрали, использование разъема позволяет компенсировать удаленность провода путем использования дополнительного кабеля с ответным разъемом, а также надежно соединять, например, многожильные провода с одножильными. При этом исключена вероятность неправильного соединения выводов. Кроме того, установка включателя на конечное изделие с помощью резьбовых крепежных элементов, размещенных на соединительном фланце, позволяет надежно закрепить включатель без его вращения, что исключает перекручивание выводов при монтаже.

Кроме того, использование пьезоэлектрического модуля, обладающего самостоятельной устойчивостью к вредным воздействиям окружающей среды, использование крышки или заглушек, закрывающих резьбовые элементы, а также уплотнение места сопряжения соединительного фланца с поверхностью конечного изделия исключает попадание инородных частиц и грязи во внутреннее пространство пьезоэлектрического включателя, тем самым способствует его надежной работе.

Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает надежное и корректное подключение пьезоэлектрического включателя к конечному изделию и герметичность соединений, что обеспечивает надёжную и стабильную работу включателя в жестких условиях эксплуатации, а также удобство монтажа. При этом обеспечивается ремонтопригодность благодаря использованию взаимозаменяемого пьезоэлектрического модуля.

Краткое описание чертежей

Полезная модель поясняется графическими материалами конкретного примера её осуществления, где на:

фиг. 1 представлен общий вид пьезоэлектрического включателя;

фиг. 2 - вид А фиг. 1 (резьбовой соединительный элемент включателя);

фиг. 3 - вид пьезоэлектрического включателя с соединительным кабелем;

фиг. 4 - элементы пьезоэлектрического включателя (фланец продолговатой формы).

Осуществление полезной модели

Пьезоэлектрический включатель транспортного средства содержит пьезоэлектрический модуль 1 известной конструкции, включающий размещенные в корпусе 2 пьезоэлемент, установленный на мембране в торцевой части корпуса, и печатную плату с электрической схемой и со световыми элементами, выводы которой выходят наружу корпуса 2 и предназначены для подключения к конечному изделию, например, к управляющей магистрали вагона. Корпус 2 выполнен, как пример, цилиндрической формы в виде стакана с соединительным фланцем 3 на торце, и может быть изготовлен, например, из пластика или алюминия. (фиг. 1).

Конструкция пьезоэлектрического модуля 1 обеспечивает надежную фиксацию всех его функциональных элементов и представляет собой взаимозаменяемое, законченное, готовое к использованию изделие.

Выводы электрической схемы пьезоэлектрического модуля 1 соединены с разъемом 4 подключения к проводу 5 управляющей магистрали вагона (фиг. 3). Количество выводов зависит от функциональных характеристик включателя. Их может быть по меньшей мере два - для сигналов на включение и выключение. В представленном примере осуществления пьезоэлектрический модуль 1 имеет четыре вывода, где помимо питающих проводов имеются провода для системы оповещения пульта управления конечного изделия, поэтому для подключения к управляющей магистрали использован разъем 4 LTW8-04PMMS-SF7001 на четыре вывода.

Фланец 3 выполнен с отверстиями 6 для размещения резьбовых крепежных элементов, равномерно расположенных по поверхности фланца 3, предназначенных для крепления к поверхности дверного полотна (фиг. 4).

Фланец 3 может быть выполнен как круглой (фиг.1), так и продолговатой формы (фиг. 4). Количество крепежных отверстий 6 зависит от площади поверхности фланца 3. Фланец 3 может быть выполнен за единое целое с корпусом 2 пьезоэлектрического модуля 1 (фиг. 1), а может быть установлен на корпусе 2 при помощи замочного узла (фиг. 4). В этом случае фланец 3 помещается в торцовую часть корпуса 2 пьезоэлектрического модуля 1 и поворачивается с помощью ключа вокруг оси по часовой стрелке. Предусмотренные на фланце ступенчатые упоры прочно фиксируются ответными выступами со стороны торцевой части корпуса 2.

На фланце 3 может быть закреплена накладка 7 с помощью резьбовых крепежных элементов при совмещении крепежных отверстий 6 и 8 соответственно на накладке 7 и фланце 3. Накладка 7 может быть выполнена со светопроницаемыми окнами для обеспечения свечения элементов индикации. В центре накладки 7 размещен диск 9, контактирующий с мембраной пьезоэлемента, выполняющий функции органа управления включателем.

С целью исключения попадания грязи и посторонних элементов на резьбовые соединения, а также с целью улучшения внешнего вида включателя, резьбовые крепежные элементы 10 закрыты установленными заглушками 11 (фиг. 2), выполненными, например, из неметаллического материала, например, пластика.

Также резьбовые элементы могут быть закрыты крышкой 12 (фиг. 4), совпадающей по форме с фланцем 3. Крышка 12 установлена на накладке 7 с помощью фиксирующего замка, включающего выступы на крышке 12, охватывающие при защелкивании замка соответствующие выступы на накладке 7 или установлена на самоклеящийся двухсторонний скотч.

Пьезоэлектрический модуль 1 обладает самостоятельной (автономной) устойчивостью к вредным воздействиям окружающей среды. Для обеспечения герметичности сопряжения поверхности накладки 7 с поверхностью конечного изделия на внутренней поверхности накладки 7 (фиг. 1) или фланца 3 (фиг. 4) выполнена канавка для размещения в ней уплотнения 13.

При установке на конечное изделие к разъему 4 подключается провод 5 управляющей магистрали вагона, после чего пьезоэлектрический включатель помещается в предусмотренное для этого отверстие и фиксируется при помощи резьбовых элементов 10. При этом исключено вращение пьезоэлектрического включателя в процессе установки, все элементы, включая разъем 4 и опознавательные обозначения на накладке 7 ориентированы в пространстве.

В случае, если провод 5 управляющей магистрали размещен на удаленном расстоянии от пьезоэлектрического включателя, то для соединения дополнительно может быть использован кабель с ответным разъёмом 14 (фиг. 3).

При механическом воздействии, приложенном на диск 9, происходит деформация пьезоэлектрического модуля 1. Вследствие деформации на электродах пьезоэлемента возникает электрический импульс для управления пьезоэлектрическим включателем.

Использование разъема 4 и резьбовых крепежных элементов исключает перекручивание проводов, обеспечивает эксплуатационную надежность соединения.

Использование пьезоэлектрического модуля 1 в виде самостоятельного, взаимозаменяемого и устойчивого к внешним воздействиям окружающей среды элемента делает конструкцию пьезоэлектрического включателя надежной и ремонтопригодной. При этом использование защитных крышки 12 или заглушек 11, а также уплотнения 13 позволяет исключить попадание инородных частиц и грязи в область расположения чувствительной мембраны пьезоэлектрического модуля 1, что также способствует увеличению эксплуатационной надежности пьезоэлектрического включателя.

Кроме того, использование пьезоэлектрического модуля 1 позволяет увеличить эксплуатационный ресурс пьезоэлектрического включателя, определяющий более 50 млн. циклов включения/выключения, при этом управление кнопкой не зависит от наружной температуры и/или наличия защитных средств на руках.

Таким образом заявляемая конструкция пьезоэлектрического включателя обеспечивает устойчивость пьезоэлектрического модуля к внешним воздействиям, упрощает монтаж на конечное изделие, исключает вероятность перекручивания соединений, тем самым повышает его эксплуатационную надежность. При этом использование резьбовых крепежных элементов позволяет прочно удерживать пьезоэлектрический включатель на конечном изделии.

Claims (9)

1. Пьезоэлектрический включатель транспортного средства, содержащий пьезоэлектрический модуль, включающий размещенные в корпусе пьезоэлемент и печатную плату с электрической схемой включения, выводы которой выходят наружу корпуса, отличающийся тем, что выводы соединены с разъемом подключения к конечному изделию, а корпус содержит соединительный фланец с отверстиями для резьбовых крепежных элементов.

2. Пьезоэлектрический включатель по п. 1, отличающийся тем, что печатная плата содержит световые элементы, при этом на фланце закреплена накладка со светопроницаемыми окнами с помощью резьбовых крепежных элементов при совмещении крепежных отверстий, выполненных на фланце и накладке, при этом в центре накладки размещен диск, контактирующий с мембраной пьезоэлемента.

3. Пьезоэлектрический включатель по п. 1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности фланца выполнена канавка для размещения в ней уплотнения.

4. Пьезоэлектрический включатель по п. 1, отличающийся тем, что содержит крышку, совпадающую по форме с фланцем.

5. Пьезоэлектрический включатель по п. 2, отличающийся тем, что на внутренней поверхности накладки выполнена канавка для размещения в ней уплотнения.

6. Пьезоэлектрический включатель по п. 1, отличающийся тем, что фланец выполнен за единое целое с корпусом пьезоэлектрического модуля.

7. Пьезоэлектрический включатель по п. 1, отличающийся тем, что фланец установлен на корпусе пьезоэлектрического модуля при помощи замочного узла.

8. Пьезоэлектрический включатель по п. 1, отличающийся тем, что фланец выполнен круглой или продолговатой формы.

9. Пьезоэлектрический включатель по п. 1, отличающийся тем, что для защиты резьбовых крепежных элементов предусмотрены заглушки.