CN101740257B - 如开关的电气装置 - Google Patents

Abstract

电气装置包括：一个固定触点(13、14)；一个导电电刷(15)，其具有：一个与固定支座(12)铰接的中心体(26)，中心体具有朝向固定触点的第一表面(27)和朝向相反方向的第二表面(28)；两个分别从一个表面(27、28)突出的臂(40A、40B)，其中一臂带有活动触点(17、18)；及一个与中心体配合的操作构件，以将电刷推向两个稳定位置中的一个或另一个；与中心体的第二表面(28)相接的第一臂(40A)的表面(46)的大部分朝向固定支座的相反方向，并且与中心体的第一表面(27)相接的第二臂(40B)的表面(47)的大部分朝向固定支座的相反方向。

Description

如开关的电气装置

技术领域

本发明一般涉及电气装置，其类型为具有至少一个与一个第一连接端子电连接的固定触点、一个与一个第二连接端子电连接的固定支座、一个与所述固定支座铰接并带有至少一个活动触点的导电电刷、及一个适于与所述导电电刷配合的操作构件，以将电刷推向两个稳定位置中的一个或另一个，两个位置分别为所述活动触点贴靠所述固定触点的一个第一位置和所述活动触点离开所述固定触点的一个第二位置。

背景技术

人们已经熟悉此类的电气装置，其中的导电电刷由切割并折叠的金属带形成，这使得它们的制造成本较低。

这种已知电刷包括与所述支座铰接的中心体，支座具有朝向所述固定触点的第一表面和与所述固定触点相反的第二表面，以及两个臂，每个臂分别从所述中心体的一个表面突出。每个臂具有一个根部沿着中心体的一个相应侧边缘(使得从固定支座只能看到其中一个侧边)的平的主段和一个较小的第二段，第二段也是平的，并且带有一个所述活动触点。该第二段的根部在主段的朝向支座的侧边端部，并且横向于主段向电刷内延伸(使得从固定支座只能看到带有所述活动触点的其中一面)。

发明内容

本发明的目的是这样一种电气装置，其导电电刷的制造成本更低廉并且性能得到改善。

为此，本发明提出一种电气装置，其具有：

-至少一个固定触点，与一个第一连接端子电连接；

-一个固定支座，与一个第二连接端子电连接；

-一个由切割和折叠的金属带形成的导电电刷，其具有：

-一个中心体，铰接在所述固定支座上，所述中心体具有朝向所述固定触点的一个第一表面和朝向与所述固定触点相反的一个第二表面；

-两个臂，每个臂分别从所述中心体的一个所述表面突出，其中至少一个臂带有一个活动触点；以及

-一个操作构件，适于与所述中心体配合，以将所述电刷推向两个稳定位置中的一个或另一个，两个位置分别为所述活动触点贴靠所述固定触点的第一位置和所述活动触点离开所述固定触点的第二位置；

其特征在于，与所述中心体的第二表面相接的第一臂的表面的至少大部分朝向与所述固定支座相反的方向，并且与所述中心体的第一表面相接的第二臂的表面的至少大部分朝向与所述固定支座相反的方向。

与已知电刷相比，本发明的电气装置具有的电刷可以使金属带的切割的废料最小化。因此，该有效面积百分比的优化使得通过使用一个面积减小约25％(因此材料量减少)的矩形带，可以得到一个规模相似的电刷。

在其平面构形中，两个臂通过侧边相对平行地延伸，因此在它们展开后，与中心体的第二(或第一)表面相接的第一(或第二)臂的表面的大部分朝向与固定支座相反的方向。

电刷的这种特殊形状还具有便于可在固定触点与活动触点之间形成的微粘连的断裂的优点，这些微粘连在固定触点与活动触点接触时形成，并因此导致电路闭合。

当这种粘连出现，并且使用者操纵操作构件以使电刷摆动时，该粘连产生对抗带有活动触点的臂的移动的一个反作用力。在已知的电刷中，臂的平的主段的表面(根部在中心体上)的定向与该反作用力平行，该臂因此具有大的弯曲惯性模量，换句话说具有一定的刚性。

相反，在本发明的电气装置所具有的电刷中，带有活动触点的臂的表面的大部分的定向与反作用力垂直，因此弯曲惯性模量小得多，换句话说，该臂具有一定的柔性。

因此，在该力的作用下，臂弯曲，具有把活动触点带向固定支座方向的趋势，因此在固定触点与活动触点之间产生一个剪切力，导致粘连的瞬时(或非常快地)断裂。

本发明的电气装置所具有的电刷还可以降低使用者为断开这种粘连而需要施力口的力。

出于实施简单、方便的原因，根据优选的特征：

-所述中心体具有倒T形轮廓，并且具有一个平的主段和两个也是平的侧向突起；

-每个所述臂的根部位于所述中心体的一个侧向突起的与所述支座相对的端部；

-所述突起在所述主段形成的平面的两侧延伸，并且每个突起与所述主段形成相同的倾斜角，因此它们互相平行；

-每个所述臂带有一个所述活动触点，并且所述倾斜角使得每个所述活动触点对中在所述主段的中间平面上；

-每个所述臂具有第一弯肘段，形成凹面朝向所述固定支座的一个内角；

-所述内角在70°到90°之间；

-每个所述臂具有一个平的、伸长的第二段，通过其近端与所述第一段的远端连接；

-至少一个所述臂的所述第二段带有所述活动触点；

-每个所述臂具有一个平的第三段，其它其近端沿一个横向折叠线与所述第二段的远端连接，形成一个凹面朝向与所述支座相反的第二内角；

-至少一个所述臂的所述第三段带有所述活动触点；

-所述第二内角使得当所述活动触点贴靠所述固定触点时，带有所述活动触点的所述第三段与带有所述固定触点的支座平行；

-所述固定支座具有一个V形轮廓的中心加固件；

-每个所述突起具有一个凸销，以阻止所述电刷相对所述中心加固件的平移。

出于便于电刷切割和更好的使用安全性的原因，根据其它的优选特征：

-所述电气装置具有固定在与操作构件机械连接的弹簧上的柱形活塞，所述中心体还具有一个平的主段，其与所述支座相对的端部接合在所述活塞的切口中，所述切口的底部顶靠所述段的与所述支座相对的直侧边；

-所述切口具有V形轮廓；

-所述弹簧安装在与所述操作构件刚性连接的驱动器的空心小柱中。

可注意到，上述后三项特征可以用于导电电刷不是从切割和折叠的金属带形成或者/并且没有从中心体两侧突出的两个臂的电气装置。

附图说明

通过下面仅作为例子并参照附图给出的描述，可以更好地了解本发明及其优点，附图中：

-图1是根据本发明的电气装置的俯视图；

-图2是图1电气装置的局部立面图；

-图3是从图1电气装置的导电电刷的操作构件方向看的立体图；

-图4是从图3导电电刷的固定支座方向看的立体图；

-图5是图3的导电电刷的正视图；

-图6是图3的导电电刷的俯视图；

-图7是从中获得图3的导电电刷的切割金属带的俯视图；

-图8是细节立体图，示出图1电气装置的导电电刷与驱动器之间的铰接区；

-图9是图3导电电刷的一个变型的与图3类似的图。

具体实施方式

图1、2所示的电气装置是开关的类型，这里是往复开关。该开关具有一个绝缘材料的外壳10(图1)、一个操作构件16、一个铰接在本身导电的固定支座12上的导电电刷15(图2)、和两个固定触点13和14。

导电电刷15能够在操作构件16的控制下交替地处于两个稳定位置：

-一个图1所示的第一位置，在该位置，通过第一个活动触点17，电刷贴靠第一固定触点13，并离开第二固定触点14；

-一个未示出的第二位置，在该位置，通过第二个活动触点18，电刷贴靠第二固定触点14，并离开第一固定触点13。

两个触点13和14具有一个银的或含银金属的圆形凸台，该凸台也可是一个附加凸台。每个凸台对称地位于固定支座12的两侧。该固定支座和固定触点各自与一个带有孔的连接端子20、21或22连接，以便使它们与一个电导线连接。在图2所示的实施例中，固定支座12和固定触点13、14与它们各自的连接端子是连为一体的。

根据一个未示出的变型，固定触点构成与和它们相关的连接端子不同的零件，并且适当地与这些连接端子电连接。

根据另一个未示出的变型，连接端子是不同的类型，例如舌片或其它类型，可以进行与相关导体的直接接合或快速连接。

另外，为了简单类型的开关的使用，一个端子21或22及相应的固定触点13或14被省略或不使用。

根据本发明，固定支座12具有一个V形轮廓的中心加固件25，相对于连接两个固定触点13和14的轴线横向延伸。

如图3至6分别示出的，导电电刷15是从适当切割和折叠的一个矩形金属带(图7)得到的一个零件。它具有一个中心体26和两个在中心体26的两侧突出的臂40A和40B，臂在各自的端部带有活动触点17和18。

这样，具有倒T形轮廓的中心体26具有一个平的主段30和两个也是平的侧向突起35A和35B。中心体枢转安装在加固件25中，它的第一表面27朝向臂40A(和固定触点13)，它的第二表面28朝向臂40B(和固定触点14)。

因此，轮廓为矩形的主段30在其两个纵向端各具有一个直侧边33、34；侧边34构成电刷15在中心加固件25中的枢转轴(图4)。

两个也具有方形整体轮廓的突起35A和35B的根部分别沿着折叠线36A、36B，从段30的侧边34开始并处于其高度的约三分之一。它们在段30形成的平面的两侧延伸，并且与段形成相同的倾斜角α，因此它们互相平行(图6)。

角α这里大约为165°，使得两个活动触点17和18对中在段30的中间平面37上(图5、6)。在未示出的变型中，臂更短，角α更小，或者相反，臂更长，并且角α更大。

另外，为了阻止电刷15相对加固件25的平移，一个凸销38A、38B在相应的折叠线36A、36B处从每个突起35A、35B突出。

每个侧臂40A、40B从中心体26开始具有一个第一弯肘段41A、41B、与段41A、41B宽度相同的一个平的第二矩形段42A、42B、和比段41A、41B和42A、42B略宽并也是平的一个第三方形段43A、43B，使其向电刷15内稍微突出。

第一弯肘段41A、41B通过其近端连接到突起35A、35B的与固定支座12相对的端部，并形成一个内角β(图2)，这里约为80°，且凹面朝向支座12。

第二矩形段42A、42B通过其近端连接到弯肘段41A、41B的远端，并且向固定触点13、14的方向延伸。

第三段43A、43B(其带有银的或含银金属的活动触点17、18，以与固定触点13、14配合)通过其近端沿横向折叠线45A、45B连接到矩形段42A、42B的远端，并形成一个内角γ(这里约为170°)，其凹面朝向与固定支座12相反的方向(图3和5)。

该角γ使得当活动触点17、18贴靠固定触点13、14时，段43A、43B与带有固定触点13、14的支座平行(图2)。

另外，如图1和6所示，与中心体26的第二表面28相接的臂40A的表面46的大部分(这里相当于段42A和43A)朝向固定支座12的相反方向。

同样，与中心体26的第一表面27相接的臂40B的表面47的大部分(这里相当于段42B和43B)朝向固定支座12的相反方向。

在图7所示的电刷15的平面构形中(即在金属带切割之后但在臂的折叠和展开操作之前)，两个臂40A、40B在突起35A、35B的延长线上且在段30的两侧互相平行地延伸。

与传统电刷的臂在中心体两侧呈十字形延伸的平面构形相比，该电刷15可以将材料的损失量减到最小。因此，从尺寸减小的一个矩形带得到的电刷15在保持了相同的工作运动和环境的同时，获得了约25％的面积及因此材料的节约。

从平的构形过渡到电刷15的三维构形按以下方式实现。

第一步在于，按照角α在段30的两侧进行两个突起35A和35B的折叠。

然后，将每个臂40A和40B在中心体26的两侧展开，以形成内角为β的弯肘段41A和41B。

最后，将每个臂40A、40B的带有活动触点17、18的端部向直侧边33的方向轻微折叠，以形成内角为γ的折叠线45A、45B以及段42A、42B和43A、43B。

当然，作为变型，这些步骤的顺序可以改变，而不改变电刷的最后形态。

现在描述电刷15的驱动装置。

段30的与侧边34相对的端部适于与一个驱动器54配合，驱动器刚性地连接在操作构件16上，并且具有一个空心小柱53，一个螺旋弹簧52安装在其中。

一个绝缘材料的柱形活塞51的一端固定在弹簧52上，并且其另一端具有一个V形轮廓的切口50，该切口接合在主段30上，使得该切口50的底部支靠在段30的直侧边33上，并且弹簧52被压缩。

当操作者对操作构件16进行作用时，活塞51带动段30摆动，因此带动电刷15摆动，电刷从它的一个稳定位置过渡到另一个稳定位置。

在活动触点17、18接触固定触点13、14并导致电路闭合时，可能会产生电弧，并在这两个触点之间形成微粘连。

导电电刷15的特殊构形使得可以更容易地断开这些微粘连。实际上，当电气装置1的使用者重新对操作构件16进行作用时，粘连对电刷15的运动造成一种阻力，导致带有活动触点17、18的臂40A、40B的弹性变形，使活动触点17、18朝向固定支座12滑动。

与传统的更硬的电刷相比，电刷15可以使臂40A和40B的弯曲大得多，这在活动触点17、18与固定触点13、14之间产生一个剪切力，导致粘连瞬时(或非常迅速地)断裂。这样，臂40A、40B恢复其原始形态，并且电刷15的运动继续进行(活动触点17、18具有一个圆形路径)。

现在参照图9描述电刷及电刷与操作构件之间的连接装置的一个变型。

对于共同的电刷零件(中心体26′的突起35′A、35′B和臂40′A、40′B)，使用了相同的数字标记，并增加一个撇号“′”。

电刷15′与电刷15的不同只在于，其主段30′通过一个半圆凸头60朝向操作构件延伸。

与电刷15′配合的驱动器与驱动器54的区别在于它没有如51的活塞。因此，它的弹簧与段30′的侧边33′直接接触，而凸头60的一部分伸入到该弹簧内。

该变型的实施需要特别注意电刷15′的切割，以避免侧边33′上存在加工毛刺，这些毛刺可能导致弹簧不合时宜地钩挂在段30′上。

根据其它未示出的变型，带有活动触点的第三段具有不同的轮廓，如矩形，并且/或者宽度与第二矩形段的宽度相同。

根据另一个未示出的变型，每个臂在弯肘段之后只具有一个带有活动触点的平的伸长段。

另外，为了使用简单型开关，其中一个活动触点省略或不使用。

根据不同情况，可以有许多其它变型，因此本发明不限于上面描述和示出的实施例。

Claims (16)

1.电气装置，包括：

-至少一个固定触点(13、14)，与一个第一连接端子(21、22)电连接；

-一个固定支座(12)，与一个第二连接端子(20)电连接；

-一个由切割和折叠的金属带形成的导电电刷(15；15′)，其具有：

-一个中心体(26；26′)，铰接在所述固定支座(12)上，所述中心体(26；26′)具有一个朝向所述固定触点(13)的第一表面(27)和一个朝向与所述固定触点(13)相反的第二表面(28)；

-两个臂(40A、40B；40′A、40′B)，每个臂分别从所述中心体(26；26′)的一个所述表面(27、28)突出，至少一个所述臂(40A、40B；40′A、40′B)带有一个活动触点(17、18)；

-一个操作构件(16)，适于与所述中心体(26；26′)配合，以将所述导电电刷(15；15′)推向两个稳定位置中的一个或另一个，两个稳定位置分别为所述活动触点(17、18)贴靠所述固定触点(13、14)的第一位置，及所述活动触点(17、18)离开所述固定触点(13、14)的第二位置；

其特征在于，与所述中心体(26、26′)的第二表面(28)相接的第一臂(40A、40′A)的表面(46)的至少大部分朝向与所述固定支座(12)相反的方向，并且与所述中心体(26；26′)的第一表面(27)相接的第二臂(40B；40′B)的表面(47)的至少大部分朝向与所述固定支座(12)相反的方向；

所述中心体(26；26′)具有倒T形轮廓，并且具有一个平的主段(30；30′)和两个也是平的侧向突起(35A、35B；35′A、35′B)。

2.如权利要求1所述的电气装置，其特征在于，每个所述臂(40A、40B；40′A、40′B)的根部位于所述中心体(26；26′)的一个侧向突起(35A、35B；35′A、35′B)的与所述固定支座(12)相对的端部。

3.如权利要求2所述的电气装置，其特征在于，所述侧向突起(35A、35B；35′A、35′B)在由所述主段(30；30′)形成的平面的两侧延伸，并且每个侧向突起与所述主段(30；30′)形成一个相同的倾斜角(α)，从而相互平行。

4.如权利要求3所述的电气装置，其特征在于，每个所述臂(40A、40B；40′A、40′B)带有一个所述活动触点(17、18)，并且所述倾斜角(α)使得每个所述活动触点(17、18)对中在所述主段(30；30′)的中间平面(37)上。

5.如权利要求1至4之一所述的电气装置，其特征在于，每个所述臂(40A、40B；40′A、40′B)具有一个第一弯肘段(41A、41B)，形成凹面朝向所述固定支座(12)的一个内角(β)。

6.如权利要求5所述的电气装置，其特征在于，所述内角(β)在70°到90°之间。

7.如权利要求5所述的电气装置，其特征在于，每个所述臂(40A、40B；40′A、40′B)具有一个伸长的、平的第二段(42A、42B)，通过其近端与所述第一弯肘段(41A、41B)的远端连接。

8.如权利要求7所述的电气装置，其特征在于，至少其中一个所述臂的所述第二段带有所述活动触点。

9.如权利要求7所述的电气装置，其特征在于，每个所述臂(40A、40B；40′A、40′B)具有一个平的第三段(43A、43B)，通过其近端沿一个横向折叠线(45A、45B)与所述第二段(42A、42B)的远端连接，形成一个第二内角(γ)，第二内角的凹面朝向与所述固定支座(12)相反的方向。

10.如权利要求9所述的电气装置，其特征在于，至少其中一个所述臂(40A、40B；40′A、40′B)的所述第三段(43A、43B)带有所述活动触点(17、18)。

11.如权利要求10所述的电气装置，其特征在于，所述第二内角(γ)使得当所述活动触点(17、18)贴靠所述固定触点(13、14)时，带有所述活动触点(17、18)的所述第三段(43A、43B)与带有所述固定触点(13、14)的固定支座平行。

12.如权利要求1至4之一所述的电气装置，其特征在于，所述固定支座(12)具有一个V形轮廓的中心加固件(25)。

13.如权利要求12所述的电气装置，其特征在于，每个所述侧向突起(35A、35B；35′A、35′B)具有一个凸销(38A、38B)，用于阻止所述导电电刷(15、15′)相对所述中心加固件(25)的平移。

14.如权利要求1至4之一所述的电气装置，其特征在于，所述电气装置具有固定在与所述操作构件(16)机械连接的一个弹簧(52)上的一个柱形活塞(51)，所述中心体(26)具有的一个平的主段(30)，主段的与所述固定支座(12)相对的端部接合在所述柱形活塞(51)的一个切口(50)中，所述切口(50)的底部顶靠所述主段(30)的与所述固定支座(12)相对的一个直侧边(33)。

15.如权利要求14所述的电气装置，其特征在于，所述切口(50)具有一个V形轮廓。

16.如权利要求14所述的电气装置，其特征在于，所述弹簧(52)安装在与所述操作构件(16)刚性连接的一个驱动器(54)的一个空心小柱(53)中。