Электрический переключатель с поворотным переключающим элементом и усовершенствованной опорной деталью и способ изготовления такого переключателя

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ С ПОВОРОТНЫМ ПЕРЕКЛЮЧАЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ И УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ ОПОРНОЙ ДЕТАЛЬЮ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКОГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ Изобретение относится к электрическому переключателю, содержащему по меньшей мере два вывода (T1, Т 2), неподвижный электрический контакт (3), электрически соединенный с одним(Т 2) из двух выводов (Т 12, Т 2), поворотный электропроводящий переключающий элемент (2),содержащий по меньшей мере один подвижный электрический контакт (4), выполненный с возможностью качания между двумя заданными положениями, в одном из которых подвижный электрический контакт (4) упирается в неподвижный электрический контакт (3), поддерживающую опору (1) для поворотного переключающего элемента (2), при этом поддерживающая опора(1) является электропроводящей и электрически соединена с другим из двух выводов (Т 1). Поддерживающая опора (1) дополнительно содержит механические соединительные средства(5), предназначенные для ограничения перемещения качающегося рычага (2) относительно поддерживающей опоры (1). Изобретение относится к электрическим переключателям и, в частности, к переключателям такого типа, в которых переключение выполняется посредством перемещения поворотного переключающего элемента между двумя устойчивыми положениями. В частности, изобретение относится к электрическому переключателю с поворотным переключающим элементом и усовершенствованной опорной деталью и к способу изготовления такого переключателя. В описании под термином "электрический переключатель" понимается как устройство для размыкания и замыкания одинарного контакта, так и устройство для размыкания одного контакта при одновременном замыкании другого контакта, и наоборот (диверторный переключатель). Существует множество типов известных переключателей, в общем содержащих по меньшей мере два вывода, по меньшей мере один неподвижный электрический контакт, электрически соединенный с одним из двух выводов, и переключающий элемент, снабженный с одного конца по меньшей мере одним подвижным электрическим контактом и опирающийся на опорную деталь, электрически соединенную с другим из двух выводов. Такие переключатели также содержат исполнительный механизм, который может управляться с помощью осевой кнопки, или рычага, или перекидного переключателя для перемещения переключающего элемента так, чтобы при поворачивании он достигал одного из двух устойчивых положений. Пример переключателя указанного выше типа и приведения в действие кнопки описан в документеWO 2006/106554. С помощью экспериментов, выполняемых с использованием высокоскоростной видеокамеры, можно наблюдать, что в упомянутых выше известных переключателях поворотный переключающий элемент во время переключения может подниматься от опорной детали, хотя он, например, удерживается возле нее соответствующими упругими средствами. Такое разъединение, даже ограничивающееся до нескольких долей секунды, может поставить под угрозу надлежащую работу переключателя. Фактически, во время такого разъединения образуются микроэлектрические дуги, приводящие к местной коррозии или расплавлению, что, в свою очередь, вызывает перегрев или прерывание протекания тока. Решение такой проблемы уже описано в документе ЕР 1930927, согласно которому упруго деформируемый проводящий элемент расположен между опорной деталью и поворотным переключающим элементом с целью сохранения непрерывного электрического контакта между таким элементом и опорной деталью. Решение, описанное в документе ЕР 1930927, в частности, эффективно для предотвращения проблемы колебания, но является относительно дорогостоящим, поскольку оно усложняет способ изготовления. Практически такое усложнение, по существу, вызвано надлежащей установкой упруго деформируемого проводящего элемента в заданное положение между опорной деталью и поворотным переключающим элементом. Задача изобретения заключается в создании электрического переключателя, который обеспечивает альтернативное решение проблемы колебания в отношении того, что уже описано в документе ЕР 1930927, и который может быть изготовлен с помощью относительно менее сложного и менее дорогостоящего способа. Указанная задача решена в переключателе, который в общем определен в п.1 формулы изобретения. Предпочтительные и преимущественные варианты выполнения переключателя согласно изобретению определены в приложенных зависимых пунктах формулы изобретения. Объектом изобретения также является способ изготовления переключателя, как в общем определено в независимом п.11 формулы изобретения Изобретение станет более понятным из следующего подробного описания конкретных примерных вариантов осуществления со ссылкой на приложенные чертежи, на которых показано: на фиг. 1 - контактная группа переключателя, состоящая из опорной детали и коромысла, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид в перспективе; на фиг. 2 - контактная группа, состоящая из опорной детали и коромысла, которая изображена на фиг. 1, вид сбоку; на фиг. 3 - схема последовательности операций с несколькими этапами способа изготовления согласно изобретению; на фиг. 4 - заготовка опорной детали, полученной на этапе способа по фиг. 3, вид в перспективе; на фиг. 5 - операция механической обработки опорной детали, изображенной фиг. 4, вид в перспективе. Показанные на фигурах идентичные или схожие элементы обозначены одинаковыми ссылочными номерами. Со ссылкой на приложенные чертежи ниже будет описан, в частности, предпочтительный вариант выполнения электрического переключателя согласно изобретению. Как уже было указано выше, под термином "переключатель" понимается как устройство для размыкания и замыкания одинарного контакта, так и устройство для размыкания одного контакта при одновременном замыкании другого контакта, и наоборот (диверторный переключатель). На фигурах, по существу, показана, контактная группа частей электрического переключателя, состоящая из поворотного переключающего элемента 2 и опорной детали 1 (или контактная группа, состоящая из опорной детали и качающегося рычага), при этом электрический переключатель содержит первый T1 и второй T2 электрические выводы. Предпочтительно такие выводы T1, T2 представляют собой выводы с винтовым зажимом. На фигурах вывод T2 показан только схематично. Опорная деталь 1 изготовлена из электропроводящего материала, например из латуни. Переключатель содержит поворотный переключающий элемент 2, предназначенный для обеспечения электрических соединений. В конкретном примере поворотный переключающий элемент показан в виде поворотного мостика, фактически коромысла, изготовленного из электропроводящего материала,например из латуни. В дальнейшем в настоящем описании ссылка на поворотный переключающий элемент 2 будет также даваться, используя выражение "поворотный мостик 2" или "коромысло 2" без введения с этой целью какого-либо ограничения. В примере коромысло 2 содержит рычаг 9, поворачивающийся вокруг оси 8 вращения (на фиг. 2 ось 8 перпендикулярна плоскости листа) и имеющий форму перевернутого седла, имеющего центральную часть со скругленным профилем. Другими словами, поворотный рычаг 9 имеет продольное сечение в форме перевернутой шляпы. Центральная часть поворотного рычага 9 опирается на опорную деталь 1 и находится в электрическом контакте с последней. Поворотный рычаг 9 содержит два концевых участка 11, 12, при этом по меньшей мере один из них, концевой участок 11, снабжен подвижным электрическим контактом 4. В одном из вариантов осуществления изобретения концевой участок 12 поворотного рычага 9 также снабжен подвижным электрическим контактом. Коромысло 2 может поворачиваться вокруг своей центральной опорной части для обеспечения электрических соединений между выводом T1 и выводом T2. В частности, коромысло 2 выполнено с возможностью качания между двумя заданными положениями, в одном из которых подвижный электрический контакт 4 упирается в неподвижный электрический контакт 3. Электрический переключатель также содержит управляющий механизм (не показан на фигурах),предназначенный для перемещения коромысла 2. В частности, в предпочтительном, но неограниченном варианте осуществления изобретения управляющий механизм изготовлен по документуWO 2006/106554, согласно которому перемещение коромысла 2 достигается за счет движения по нему поворотного подпружиненного штифта (не показан на фигурах). Хотя вышеупомянутый документ относится к осевому кнопочному переключателю, следует учитывать, что описание настоящего изобретения также пригодно в полностью аналогичном виде для перекидного переключателя или переключателя с рычагом. Преимущественно опорная деталь 1 содержит механические соединительные средства или элементы 5, предназначенные для ограничения перемещения коромысла 2 относительно опорной детали 1. В частности, в предпочтительном варианте осуществления изобретения такие механические соединительные средства или элементы образуют шарнирное соединение 5. Предпочтительно механические соединительные средства 5 объединены с опорной деталью 1 и более предпочтительно опорная деталь содержит основную часть, изготовленную из металлического листа,который разрезан и согнут, причем механические соединительные средства 5 получены за счет резки и гибки частей вышеуказанного листа. Со ссылкой на опорную деталь, показанную на приложенных чертежах, следует отметить, что, фактически, опорная деталь содержит металлический лист, имеющий опорный участок, на который опирается переключающий элемент, и соединительный участок, который согнут относительно опорного участка и содержит механические соединительные средства или элементы 5, предназначенные для ограничения перемещения поворотного качающегося элемента 2 относительно опорной детали 1. В показанном примере опорный участок имеет, по существу, форму пластинчатого участка листа, лежащего в плоскости, параллельной оси вращения переключающего элемента. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, показанном на фигурах, механические соединительные средства содержат первую и вторую пару выступов 5, расположенных с противоположных сторон относительно коромысла 2. В таком варианте осуществления изобретения выступы 5 расположены по вершинам четырехугольника. Как показано на фиг. 2, опорная деталь 1 предпочтительно содержит поддерживающий клин 7 для коромысла 2, расположенный на опорной детали 1, по существу, в центре прямоугольника, образованного выступами 5. Преимущественно, но не с целью ограничения такой поддерживающий клин 7 представляет собой элемент, изготовленный из материала с высокой электропроводностью, например бобышку из серебра, прикрепленную к опорной детали 1 с помощью пайки. В альтернативном варианте осуществления изобретения поддерживающий клин 7 объединен с опорной деталью 1 и образован посредством операции выдавливания его из опорной детали 1, выполняемой с противоположной стороны на поверхности 13 по отношению к поверхности 14, на которой выступает такой поддерживающий клин 7. В частности, в преимущественном варианте осуществления изобретения коромысло 2 содержит два боковых крыла 10, которые соединены с поворотным рычагом 9 и выступают с противоположных сторон от центрального участка рычага 9 перпендикулярно этому рычагу 9. В таком варианте осуществления изобретения механические соединительные средства 5 взаимодействуют с боковыми крыльями 10 с це-2 021824 лью ограничения перемещения коромысла 2 относительно опорной детали 1. Преимущественно, как показано на фигурах, на выступах 5 может быть расположен свободный концевой участок 6, согнутый так, чтобы каждая пара выступов 5 крепила соответствующее боковое крыло 10 к опорной детали 1, обеспечивая ограничение при повороте. Предпочтительно гибка таких концевых участков 6 выполняется после расположения коромысла 2 на опорной детали и более предпочтительно с использованием формообразующего штампа 20, который при гибке действует как рычаг на сами крылья (практически, действующие как пуансон). Преимущественно после гибки, выполняемой,как описано выше, упругая деформация материала позволяет получить уменьшенный зазор между выступами 5 и крыльями 10, например порядка сотых долей миллиметра, что позволяет ограничить перемещение качающегося рычага 2 относительно опорной детали 1 и в то же самое время позволяет ему свободно поворачиваться вокруг оси 8. Предпочтительно, как показано на фигурах, концевой участок 6 изгибаемых выступов 5 также имеет скошенную кромку для облегчения установки коромысла 2 в заданное положение на опорной детали 1. Со ссылкой на фиг. 3-5 ниже описан предпочтительный вариант осуществления способа 100 изготовления электрического переключателя, содержащего контактную группу описанного выше типа, состоящую из опорной детали и коромысла. Описание способа ограничено до этапов изготовления контактной группы, состоящей из опорной детали и коромысла. Способ 100 включает следующие этапы: этап 101 резки и гибки металлического листа для получения опорной детали 1; этап 103 установки коромысла 2 в заданное положение на опорной детали 1 и дополнительный этап 104 механической обработки опорной детали 1 с изготовлением соединительных средств или элементов 5 за счет изменения формы опорной детали после этапа установки для механического соединения переключающего элемента 2, или коромысла 2, с опорной деталью 1. Предпочтительно металлический лист изготавливается из латуни. Предпочтительно опорная деталь 1, получаемая в конце этапа 101, образована из двух перпендикулярных участков 1.1, 1.2, один из которых, участок 1.2, подвергается гибке для получения стенки вывода T1 соединения, перпендикулярной плоскости листа. В частности, в преимущественном варианте осуществления изобретения этапы включают в себя следующее: этап 101 резки и гибки листа - операцию образования ограничительных средств 5, например четырех прямых выступов 5, показанных на фиг. 4, для установки коромысла 2 в заданное положение относительно опорной детали, и предпочтительно этот этап также включает в себя операцию скашивания кромки свободных концов 6 прямых выступов 5; а этап 104 механической обработки опорной детали 1 для механического соединения коромысла 2 с опорной деталью - операцию изменения формы ограничительных средств 5 для механического соединения коромысла 2 с опорной деталью 1. Как показано на фиг. 5, операция изменения формы ограничительных средств 5 включает в себя операцию гибки, в которой используется формообразующий штамп 20 (фиг. 5), предназначенный для гибки концевого участка 6 прямых выступов 5 с целью получения изогнутых выступов 5. Преимущественно на переключающем элементе 2 могут быть расположены боковые крылья 10, которые во время такой операции гибки действуют, практически, как пуансон, направляющий изгибание выступов 5. В предпочтительном и неограниченном варианте осуществления изобретения этап 103 установки переключающего элемента 2 в заданное положение на опорной детали 1 может быть выполнен с помощью того же формообразующего штампа 20. Предпочтительно, чтобы формообразующий штамп 20 действовал как захватывающий элемент, пригодный для захватывания, транспортирования и установки коромысла 2 в заданное положение на опорной детали 1 и чтобы гибка выступов 5 выполнялась в то же самое время, когда выполняется установка коромысла 2 в заданное положение. Например, соединение между формообразующим штампом и коромыслом 2 для обхвата этого коромысла и его установки в заданное положение на опорной детали 1 может быть соединением блокирующего типа. Как альтернатива описанному выше варианту осуществления изобретения этап установки коромысла 2 в заданное положение может быть выполнен перед этапом 104 механической обработки с помощью инструмента, отличающегося от формообразующего штампа 20, например с помощью пинцета. Предпочтительно способ 100 перед выполнением этапа 103 установки также включает в себя этап 102 изготовления поддерживающего клина 7 на опорной детали 1. Предпочтительно этот этап 101 включает в себя операцию припаивания клинообразного элемента 7, выполненного из проводящего материала, предпочтительно серебра, к опорной детали 1. Как вариант этап 100 может включать в себя операцию продавливания листа опорной детали 1 с одной стороны 13 для получения, по существу, выступа в форме клина на другой стороне 14 листа. Из приведенного описания можно понять, как переключатель и способ согласно изобретению полностью позволяют решить поставленные задачи, поскольку механическое соединительное средство между опорной деталью 1 и коромыслом 2 устраняет или значительно уменьшает проблему вибраций, а способ изготовления контактной группы, состоящей из опорной детали и коромысла, является относительно рентабельным. Испытания также показали эффективность предложенного нового решения. Фактически, с помощью испытаний, предусмотренных действующими нормативными положениями для переключателей согласно изобретению, было показано, что наблюдается значительное снижение температуры, примерно на 10 С, на выводах переключателей по сравнению с типовыми характеристиками известных переключателей (переключателей, которые не имеют сплошной пружины, описанной в документе ЕР 1930927). Это ясно указывает на значительное уменьшение вибраций. Кроме того, визуальные наблюдения показали, что, в то время как после испытания с выполнением 40000 операций по действующим нормативным положениям для известных переключателей (переключателей, которые не имеют сплошной пружины, описанной в документе ЕР 1930927), они имеют явные следы эрозионного изнашивания и выгорания на опорной детали и на переключающем элементе, в переключателях согласно изобретению нет ясных следов эрозионного изнашивания и выгорания или такие следы имеются в значительно меньшем количестве. Разумеется, что специалист в данной области техники может внести в переключатель и способ,описанные выше, многочисленные модификации и изменения с целью удовлетворения возможных и специальных требований, на которые распространяется действие объема защиты изобретения, как определено в приведенной ниже формуле изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Электрический переключатель, содержащий по меньшей мере два вывода (T1, T2); неподвижный электрический контакт (3), электрически соединенный с одним (T2) из двух выводов(T1, T2); поворотный электропроводящий переключающий элемент (2), содержащий по меньшей мере один подвижный электрический контакт (4); управляющий механизм, выполненный с возможностью качания переключающего элемента (2) между двумя заданными положениями, в одном из которых подвижный электрический контакт (4) упирается в неподвижный электрический контакт (3); опорную деталь (1) для поворотного переключающего элемента (2), при этом опорная деталь (1) является электропроводящей и электрически соединена с другим (T1) из двух выводов,отличающийся тем, что опорная деталь (1) представляет собой металлический лист, имеющий опорный участок, на котором расположен поддерживающий клин (7), на ребро которого установлен переключающий элемент (2), и соединительный участок, который является изогнутым относительно опорного участка и на котором расположены механические соединительные средства (5), образующие шарнирное соединение, которое обеспечивает ограничение перемещения поворотного переключающего элемента (2) относительно опорной детали (1), при этом механические соединительные средства содержат первую и вторую пару выступов (5), загнутых в своей паре по направлению друг к другу; причем пары выступов (5) расположены с противоположных сторон вдоль продольной оси переключающего элемента(2), который содержит центральный участок со скругленным профилем, при этом выступы (5) расположены по вершинам четырехугольника, причем ребро клина проходит над продольной осью симметрии четырехугольника, при этом переключающий элемент (2) содержит рычаг (9), поворачивающийся подобно коромыслу и имеющий центральный участок, опирающийся на поддерживающий клин (7); и два боковых крыла (10), соединенных с поворотным рычагом и выступающих от центрального участка перпендикулярно этому рычагу (9) с противоположных сторон последнего,при этом выступы (5) имеют свободный концевой участок (6), согнутый внутрь, так что каждая пара выступов (5) удерживает соответствующее боковое крыло (10), ограничивая его перемещение относительно опорной детали (1). 2. Переключатель по п.1, отличающийся тем, что выступы (5) объединены с опорной деталью (1). 3. Переключатель по п.2, отличающийся тем, что выступы (5) изготовлены посредством резки и гибки участков листа. 4. Переключатель по п.1, отличающийся тем, что поддерживающий клин (7) представляет собой бобышку, прикрепленную с помощью пайки к оставшейся части опорной детали (1). 5. Переключатель по п.1, отличающийся тем, что свободный концевой участок (6) согнут посредством операции гибки, выполняемой после установки переключающего элемента (2) в заданное положение на опорной детали (1). 6. Способ (100) изготовления электрического переключателя по любому из пп.1-5, включающий в себя следующие этапы: этап (101) резки и гибки металлического листа для изготовления опорной детали (1); этап (102) установки поворотного переключающего элемента (2) в заданное положение на опорной детали (1), которая была разрезана и согнута,-4 021824 отличающийся тем, что включает в себя дополнительный этап (104) механической обработки опорной детали (1) с изготовлением соединительных элементов за счет изменения формы опорной детали после этапа установки для механического соединения переключающего элемента (2) с опорной деталью(1), при этом на дополнительном этапе (104) изменения формы создают шарнирное ограничение между поворотным переключающим элементом (2) и опорной деталью (1), при этом этап (101) резки и гибки листа включает в себя операцию образования ограничивающих средств (5) для установки поворотного переключающего элемента (2) в заданное положение относительно опорной детали (1), а на дополнительном этапе (104) изменения формы изменяют форму ограничивающих средств (5) для механического соединения поворотного переключающего элемента (2) с опорной деталью (1), при этом способ дополнительно включает этап установки управляющего механизма для качания переключающего элемента (2). 7. Способ (100) по п.6, отличающийся тем, что дополнительный этап (104) изменения формы осуществляют с помощью формообразующего штампа (20). 8. Способ (100) по п.7, отличающийся тем, что этап установки поворотного переключающего элемента (2) в заданное положение на опорной детали (1) включает в себя следующие операции: соединение переключающего элемента (2) с формообразующим штампом (20); установка переключающего элемента (2) в заданное положение на опорной детали (1) с помощью формообразующего штампа (2),при этом дополнительный этап (104) выполняют одновременно с операцией установки в заданное положение.