摇臂开关的制作方法

本发明涉及一种摇臂开关，其中包括设计为摇臂的致动元件。摇臂可枢转地安装在壳体上，进而在两个位置之间来回移动，即在接通位置和关闭位置之间。

【背景技术】

现有技术中已知的摇臂开关通常具有可移动接触部件，该可移动接触部件在一个开关位置的方向上被偏压并且通过磁铁保持在另一个开关位置。此外，可在两个位置之间移动的摇臂开关通常具有可控制的致动器，该致动器与摇臂可操作地连接。在已知的摇臂系统中通常使用由线圈和转子的电磁铁组成致动器系统。由于必须为这种致动器系统提供相应的空间，这阻碍了开关的小型化。另外前述系统中不利的是，没有实现用于接通和关闭之间切换时的对称触觉。同时，由于切换过程的触觉依赖于弹性体的摩擦，因此切换的触觉很容易受到温度和润滑的影响。

技术实现要素：

本发明提供一种手动操作时具有对称触觉的摇臂开关，即，在接通位置和关闭位置之间切换时具有相同的触觉。更进一步的，所述摇臂开关的摇臂可以用于指示切换状态。本发明摇臂开关的切换机制易于构造，并且无论温度如何都能产生相同的切换触觉。

根据本发明的一方面，提供了一种摇臂开关，所述摇臂开关包括具有致动元件的壳体，致动元件为一摇臂，所述摇臂安装在所述壳体上并且可在接通位置和关闭位置之间可枢转的移动；该摇臂具有安装孔，所述安装孔与所述壳体上的螺柱相配合，进而所述摇臂可中心枢转地安装在壳体上。在所述壳体内，设置有两个接触元件，且伸出所述壳体外作为电连接件；弹簧元件布置在摇臂和接触元件之间，在这种情况下为一预张紧的板簧可倾斜地安装于其间。该板簧的一端通过其纵向区域保持在摇臂上。为便于区分，保持在摇臂的一端下文中统称为上端。板簧的下端可倾斜的安装。板簧的上端保持在摇臂的安装元件中的容纳部中，即保持在狭窄的纵向容纳部中，板簧的上端牢固地保持在该容纳部中。因此，板簧的端部插入纵向容纳部中，直到其突出超过摇臂的枢转轴所在的区域。因此，板簧的端部插入纵向容纳部中，并超过所述摇臂的枢转轴所在的区域。进而摇臂的枢转轴对应穿过由摇臂的纵向区域保持的板簧。当摇臂例如从关闭位置枢转到接通位置，在摇臂的枢转运动期间，板簧的纵向区域同时移动，并且在关闭位置和接通位置均具有稳定拱形的预张紧的板簧，被引导倾斜，即，板簧的拱形曲线改变其方向。在重新启动摇臂的过程中，该摇臂再次移回到关闭位置，相同的致动力将板簧移回到原始的稳定拱形状中。因此，这种摇臂开关是对称设计的。通过相同的致动力以相同的方式实现接通位置和关闭位置之间的切换。此时，接通位置对应摇臂的一个位置，关闭位置对应摇臂的一个另一个位置。通过弹簧元件实现了两个运动方向的对称触觉，其中该弹簧元件可以向外拱起，其在摇臂的枢转运动期间对称地变形。本发明防止了摇臂和切换机构之间的摩擦，使得切换触觉与温度和润滑无关。

在一个实施方式中，板簧被预张紧地设置在摇臂和壳体中的接触元件之间。由此，板簧的下端可倾斜地安装在接触元件上。例如，板簧的下端倾斜地安装于所述接触元件的楔形容纳槽中。这种容纳槽可以具有例如三角形横截面。此外，板簧与接触臂连接或者与该接触臂一体成型。该接触臂布置在板簧上，使得其与布置在壳体中的另一接触元件在接通位置上相互作用，从而使得电开关电路闭合。

板簧和接触臂可以例如彼此焊接和铆接，或者接触臂可以通过压缩连接固定在板簧上，较佳的，接触臂设计成柔性的，从而可以更好地补偿当前的公差。这可以通过对接触臂的相应材料选择或通过接触臂的相应几何形状来实现。例如，接触臂可以构造得更薄并因此比板簧更柔韧，或者可以在接触臂上设置有横向狭缝，从而使得该接触臂更具弹性。

在一个实施方式中，板簧的接触臂的自由端上设置有一作为接触表面的接触层，这种设计的接触表面可以使得在较高电流下，有足够量的接触材料补偿熔化损失。

在摇臂开关的一个实施方式中，通过纵向容纳部容纳在摇臂的安装元件上的板簧的上端，可倾斜地安装固定在一框架上。对应的，所述板簧在其纵向区域上设置有突起，通过对所述框架的相应布置，板簧的倾斜轴线与所述摇臂的枢转轴大致重合。为此目的，相应的框架可以固定在壳体上，或者在一个较佳的实施例中，固定在设置于壳体内部的印刷电路板上。用于容纳框架相应连接装置的孔优选地设置在壳体上或印刷电路板上以用于固定框架。因此，框架可以在其外侧具有例如横向突出的壁骨，用于插入连接于壳体或电路板。将框架固定到印刷电路板具有的优点是，组装过程基本上变得容易。因此，印刷电路板，框架和板簧可以预先组装并且可以使用直线运动插入壳体中。

在一个实施方式中，在壳体中可以设置两个以上的接触元件，例如，用于转换机构(com)。在这种情况下，其上安装有板簧的第一接触元件设置在两个其余接触元件之间的壳体中心，使得切换过程借助于摇臂显示出最对称的触觉。第二接触元件与板簧的一个接触臂相互作用并布置在板簧的一侧。另一个接触臂布置在相对于板簧曲线的相对侧上并且与第三接触元件相互作用。因此，具有两个接触臂的板簧分别仅与一个接触元件可操作地连接，以便启动切换过程。

根据本发明的摇臂开关以有利的方式示出了切换接通位置和关闭位置时的对称触觉，其中摇臂的位置指示相应的接通位置或关闭位置。由于板簧，接触臂和接触臂上的接触表面之间的任务分配，可以最佳地设计这些单独的元件。例如，弹簧元件由对应于要实现的预拉伸的相应弹簧材料制成。接触臂可以包括刚性较小的材料使得接触臂更具弹性，或者如前所述通过接触臂的相应几何形状实现弹性特征。对应于预期的熔体损失，可以在接触臂的接触表面上焊接附加的接触材料。此外，由于接触臂在板簧上的布置，可以确保在断开位置时，在接触元件的接触表面和接触臂的接触表面之间存在足够大的间距，例如，间距大于3毫米，以满足高电流的安全要求。

此外，摇臂在致动期间，板簧从一个稳定的拱形形状倾斜到另一个形状通常会引起噪音，这对于摇臂开关的使用者来说清楚可听。然而，如果不希望这种开关噪声，则开关噪声也可以通过施加在板簧上的相应阻尼膜来衰减。

本发明摇臂开关具有通过易于制造的部件以及简单的组装过程，从而降低了摇臂开关的生产成本。

【附图说明】

图1是本发明实施方式中摇臂开关处于接通位置的横截面的示意图；

图2是图1所示的摇臂开关的立体示意图；

图3是图1所示的摇臂开关的细节示意图；

图4是图1所示的摇臂开关处于关闭位置的示意图。

【具体实施方式】

参考图1至图3所示，本发明实施例中的摇臂开关10包括壳体15，所述壳体15具有设计为摇臂11的致动元件。两个接触元件30，40设置在壳体15的内部并且作为电连接件31，41伸出所述壳体15外。板簧50设置在接触元件30和摇臂11之间。所述板簧为预张紧的拱形板簧50，利用其下端51倾斜地安装于所述接触元件30的楔形容纳槽33中并以这种方式与所述接触元件30的接触表面32相接触。所述板簧50的上端52的纵向区域l，收容于所述摇臂11的安装元件12的纵向容纳部13中。所述上端52因此插入纵向容纳部13中并穿过所述摇臂11的枢转轴14形成纵向部分l1。所述板簧50的上端52的另一纵向部分l2位于所述摇臂11的枢转轴14的下方并保持在所述摇臂11的安装元件12的纵向容纳部13中。可以理解的是，如果没有足够长的纵向部分l1被保持在安装元件12中的枢转轴14上方，则板簧50的高弹簧力将导致其上端52脱离。因此，当板簧50更硬时，纵向部分l1被设计得更长。纵向部分l2的长度受枢转角α的影响。纵向部分l2越长，可以引起跳转过程的枢转角α越小。

请参考图1，图1中所述摇臂开关10处于接通位置。所述板簧50在其中心区域处朝向接触元件40的方向弯曲成拱形。所述板簧50与一接触臂53连接，用于与所述接触元件40接触，所述接触臂53在其底侧具有带接触表面54的接触部分。本实施方式中，接触材料焊接到所述接触臂53的底侧，以获得足够大的熔化损失，接触材料在本实施方式中可以为多种，例如银镍合金。在该接通位置，所述接触臂53利用接触表面54与所述接触元件40的接触表面42相接触。本实施方式中，为了能够确保足够的接触压力并补偿公差，接通位置处的接触表面42、54之间成一锐角θ，其中优选的，该角度θ大于0°且小于20°。

图中所示的预张紧的板簧50具有足够的弹簧力并且由硬弹簧材料制成，例如由青铜材料制成。在本实施方式中，所述接触臂53通过冲压成型工艺与所述板簧50连接，对应的，所述接触臂53可以特别的由较薄的材料制成，这使得板簧50能够承担并补偿由弹性接触臂53引起的相应的部件公差。可以理解的是，所述接触臂53设置为与所述板簧50也可以为一体成型，当所述接触臂53设置为与所述板簧50为一体成型时，也可以通过相应的几何形状为所述接触臂53提供弹性。例如在图3中所示，所述接触臂53上可设置有一个或多个横向狭缝55。

如果图1中所示的摇臂开关10被切换到关闭位置，即摇臂11枢转了枢转角α的角度，到达图4所示的关闭位置。接触臂53及其接触表面54从接触元件40的接触表面42移开，使得接触臂53和接触元件40之间具有足够的间距a，在至少一个实施例中，间距a大于3mm。这使得接触臂53布置并固定在板簧50上，使得其在关闭位置处与板簧50远离所述接触元件40的方向呈钝角β突出。所述板簧50在关闭位置依旧被保持在所述摇臂11的安装元件12内且其下端51倾斜地安装于所述接触元件30的楔形容纳槽33中。此时，所述板簧50的弯曲方向在左侧，即，朝远离所述接触元件40的方向弯曲。在摇臂11围绕枢转轴14枢转一枢转角α时，拱形板簧50(其曲线从下端51延伸到摇臂11的安装元件12)在枢转运动之前首先弯曲成s形，板簧50曲线运动至相反方向并且执行切换过程，即，接触臂53远离接触元件40移动，或从关闭位置枢转到接通位置期间内向前移动与接触元件40接触。

较佳的，如图2及图3所示，所述板簧50的上端52还可以倾斜的安装于一框架21中，对应的，所述板簧50在其纵向区域l上设置有突起56以与所述框架21的槽口24接合以便可倾斜的安装。所述上端52较窄的纵向部分l1穿过所述框架21。所述框架21本身被固定于所述壳体15内。在本实施方式中，所述框架21具有壁骨22，如图2所示，用于插入并连接于布置在壳体15中的电路板20。另外，其他实施方式中，所述框架21可以通过相应的壁骨22固定在壳体15上。这样，板簧50依靠其两个端部51、52可倾斜地安装，即无扭矩地支撑。通过对所述框架21的相应布置，板簧50的倾斜轴线57与所述摇臂11的枢转轴14大致重合。此外，板簧50的上端52牢固地夹紧在所述摇臂11的安装元件12中，使得摇臂11可以在枢转运动中产生明显的跳转，即板簧50从稳定状态经过s形的中间状态进入另一个稳定状态下。纵向部分l2由此确定板簧50跟随所述摇臂11的枢转角α的跳转灵敏度。

在至少一个实施方式中，板簧50具有噪声阻尼涂层，优选地噪声阻尼膜被覆盖在所述板簧50的表面区域上。

本实施方式中，摇臂开关10包括两个接触元件30、40，板簧50的下端51可倾斜地安装在接触元件30上，所述板簧50包括与之相互作用的一个接触臂53用于与另一个接触元件40连接使得所述摇臂开关10处于接通位置。

其他实施方式中，摇臂开关包括三个接触元件30、40，并且板簧50包括安装在板簧50的相对侧上的两个接触臂53，两个接触臂53与另外两个接触元件40相互作用使得所述摇臂开关10分别处于接通位置和关闭位置。三个接触元件30、40作为三个电连接件31、41从壳体15中伸出。

本实施方式中，接触元件30、40经由焊接电连接至印刷电路板20。所述印刷电路板20上通常具有附加的电子元件，如电阻器，二极管，微处理器，led，等(其未在图中示出)。

本发明摇臂开关10简化了生产和组装。图3中所示的预装配单元可以与印刷电路板20安装在一起。随后所述摇臂11通过卡扣安装于其上，其中壳体上的螺栓与摇臂11上的孔16接合，以便可枢转地安装。避免了组装过程中的机械调试。

可以理解的是，由于处于关闭位置时接触臂53上的接触表面54与接触元件40上的接触表面42之间的接触距离a较大，因此这种摇臂开关也可以代替安全继电器。

10摇臂开关

11摇臂

12安装元件

13纵向容纳部

14枢转轴

15壳体

16孔

20印刷电路板

21框架

22壁骨

23孔

24槽口

30接触元件

31连接件

32接触表面

33容纳槽

40接触元件

41连接件

42接触表面

50板簧

51下端

52上端

53接触臂

54接触表面

55横向狭缝

56突起

57倾斜轴线

α枢转角

β接触臂53与板簧50之间的角度

θ接触表面42、54之间的角度

a间距

l纵向区域

l1纵向部分

l2纵向部分