Электронный выключатель
Техническое решение может быть использовано в качестве располагаемого на рычаге переключения передач электронного выключателя электроприбора, например, электрического привода сцепления или блокировки включения передачи заднего хода. Электронный выключатель содержит базовый трубчатый элемент (1), подвижный элемент (2), выполненный в виде охватывающей базовый элемент (1) ступенчатой гильзы с широкой ступенью (3) и узкой ступенью (4), а также возвратную пружину (5), расположенную между базовым и подвижным элементами (1, 2). Базовый элемент (1) выполнен с наружным краевым приливом (7), а подвижный элемент (2) снабжен первым наружным кольцевым приливом (8), расположенным у кромки широкой ступени (3) гильзы и прилегающим к краевому приливу (7) базового элемента (1), и вторым наружным кольцевым приливом (9), расположенным на широкой ступени (3) в зоне ее перехода к узкой ступени (4). Подвижный элемент (2) расположен своим первым наружным кольцевым приливом (8) на поверхности наружного краевого прилива (7) базового элемента (1), выполненной скругленной, с возможностью отхода от нее при перемещении подвижного элемента (2). Базовый трубчатый элемент (1) и/или подвижный элемент (2) выполнены преимущественно из эластомера. Результатом использования этих решений является снижение вибрации и резонансных акустических шумов, возникающих вследствие взаимодействия базового и подвижного элементов. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Полезная модель относится к электротехнике, а именно, к элементам электрооборудования транспортных средств, и может быть использована в качестве располагаемого на рычаге переключения передач электронного выключателя электроприбора, например, электрического привода сцепления или блокировки включения передачи заднего хода.
Известна конструкция устройства управления блокировкой включения передачи заднего хода, описанная в патенте РФ №29689 на полезную модель (публ. 27.05.2003 г.). В состав устройства входят базовый элемент, устанавливаемый на рычаге переключения передач, и подвижный элемент, выполненный с возможностью продольного смещения относительно базового элемента. Подвижный элемент снабжен выступом для захвата подвижного элемента пальцами руки. В подвижный элемент встроен постоянный магнит, а в базовом элементе размещен магниточувствительный датчик, который может быть выполнен, в частности, в виде геркона. Подвижный элемент выполнен в виде гильзы, охватывающей базовый элемент, а выступ для захвата подвижного элемента пальцами руки выполнен в виде обода.
Недостатком рассмотренной конструкции является повышенная вероятность отказа срабатывания геркона, поскольку отсутствуют средства позиционирования подвижного элемента относительно базового элемента в исходном состоянии, что может привести к перекосу подвижного элемента относительно базового элемента и смещению магнита относительно геркона.
Из патента РФ №40616 на полезную модель (публ. 20.09.2004 г.) известно устройство управления блокировкой включения передачи заднего хода.
Устройство управления блокировкой включения передачи заднего хода содержит базовый элемент, устанавливаемый на рычаге переключения передач, и подвижный элемент, выполненный в виде гильзы, охватывающий базовый элемент. Подвижный элемент установлен с возможностью продольного смещения относительно базового элемента и снабжен выступом для захвата пальцами руки. Устройство управления содержит также возвратную пружину, расположенную между базовым и подвижным элементами и имеющую коническую форму. В подвижный элемент встроен постоянный магнит, а в базовом элементе размещено магниточувствительное реле времени, чувствительным элементом которого является переключающий геркон.
Магниточувствительное реле времени предназначено для связи с электромагнитом блокировки заднего хода. Базовый элемент снабжен ребрами жесткости и центрирующим кольцом, расположенным между корпусами базового и подвижного элементов.
Центрирующее кольцо в описанной конструкции является дополнительной деталью и выполняет функции позиционирования подвижного элемента относительно базового элемента в исходном состоянии.
Отличием устройства управления является расположение датчика магнитного поля (геркона магниточувствительного реле) и источника магнитного поля (постоянного магнита) на различных элементах, перемещаемых друг относительно друга. Это приводит к тому, что, учитывая допуски изготовления базового и подвижного элементов, допуски на их сборку и износ при работе, положение магнита относительно геркона не является достаточно стабильным. Применение более энергонасыщенного магнита позволяет устранить эту проблему, однако при этом требуется значительное удаление магнита от геркона для перевода последнего в противоположное состояние, что соответствует значительному перемещению подвижного элемента относительно базового элемента. Кроме того, проверка работоспособности системы геркон-магнит для каждого отдельно взятого устройства управления возможна только после сборки устройства. Еще одним недостатком описанных выше устройств управления, снижающим их надежность, является нахождение геркона под действием магнитного поля в исходном состоянии устройств, а контактов геркона в напряженном состоянии, что может привести к снижению пружинных свойств контактов, снижению контактного давления и, как следствие, к повышению переходного сопротивления на контактах.
Из патента РФ №70047 на полезную модель (публ. 10.01.2008 г.) известен электронный выключатель в виде узла рычага переключения передач, наиболее близкий к заявляемому решению.
Электронный выключатель содержит базовый элемент и подвижный элемент, между которыми расположена возвратная пружина, имеющая коническую форму. В базовом элементе размещены постоянный магнит и электронный модуль, чувствительным элементом которого может являться геркон или элемент Холла. Подвижный элемент выполнен в виде гильзы, охватывающей базовый элемент с возможностью продольного смещения относительно базового элемента, и содержит шторку из магнитотвердого материала, изменяющую состояние чувствительного элемента электронного модуля при изменении положения подвижного элемента. Подвижный элемент расположен своей внутренней краевой скошенной поверхностью на поверхности наружного краевого прилива базового элемента, выполненной скругленной, с возможностью отхода от нее при перемещении подвижного элемента.
Конструкция электронного выключателя упрощена, поскольку отсутствует центрирующее кольцо на стыке подвижного элемента и базового элемента.
Кроме того, в целом, надежность работы узла рычага переключения передач повышена путем повышения стабильности работы пары чувствительный элемент (геркон) - магнит, в том числе при относительно незначительном ходе подвижного элемента относительно базового элемента.
Однако реальные условия эксплуатации электронного выключателя показали возможность возникновения в нем резонансных акустических шумов на определенных частотах вибрации, присутствующих в автомобиле. Причиной этого явления служит использование достаточно тонкостенной по всей длине ступени гильзы подвижного элемента, охватывающей часть базового элемента и примыкающей к нему с утоньшением по краевой скошенной поверхности.
Задачей полезной модели является улучшение эргономических характеристик электронного выключателя путем снижения резонансных акустических шумов при его эксплуатации в составе автомобиля.
Указанная задача в электронном выключателе, содержащем базовый трубчатый элемент, подвижный элемент, выполненный в виде охватывающей базовый элемент ступенчатой гильзы с широкой и узкой ступенями, установленной с возможностью продольного смещения относительно базового элемента и снабженной выступом на узкой ступени для захвата пальцами руки, а также возвратную пружину, расположенную между базовым и подвижным элементами, где базовый элемент выполнен с наружным краевым кольцевым приливом, при этом базовый элемент снабжен постоянным магнитом и электронным модулем с чувствительным элементом, установленным с возможностью взаимодействия с магнитным полем постоянного магнита, а в подвижном элементе закреплена шторка, расположенная между постоянным магнитом и чувствительным элементом электронного модуля с возможностью выхода при перемещении подвижного элемента, решается тем, что подвижный элемент снабжен первым наружным кольцевым приливом, расположенным у кромки широкой ступени гильзы и прилегающим к краевому приливу базового элемента, и вторым наружным кольцевым приливом, расположенным на широкой ступени в зоне ее перехода к узкой ступени.
Базовый трубчатый элемент и/или подвижный элемент выполнены предпочтительно из эластомера.
Электронный модуль реализован, как правило, с функцией силового электронного ключа с чувствительным элементом, изменяющим свое состояние при изменении проходящего через него магнитного потока постоянного магнита вследствие перемещения шторки, выполненной из магнитотвердого материала.
Возвратная пружина выполнена имеющей преимущественно коническую форму.
Базовый элемент может быть выполнен состоящим из удлиненной трубки и корпуса, в котором образованы две разновеликие полости, разделенные щелевидным промежутком между наружными поверхностями полостных образований, в котором установлена связанная с подвижным элементом шторка, выполняющая функции экрана магнитного поля постоянного магнита, расположенного в меньшей полости корпуса базового элемента, в большей полости которого параллельно его продольной оси установлена плата электронного модуля с закрепленными на ней электронными приборами и чувствительным элементом в виде геркона, выходящая одним краем в общую полость корпуса базового элемента, причем геркон расположен на плате со стороны, обращенной к магниту, а продольная ось геркона скрещивается с продольной осью базового элемента.
Большая полость корпуса базового элемента с платой электронного модуля с закрепленными на ней электронными приборами и герконом, меньшая полость корпуса базового элемента и общая полость корпуса базового элемента, как правило, залиты заедино электроизоляционным компаундом.
Плата электронного модуля выполнена предпочтительно с односторонней установкой на ней электронных приборов и геркона.
Приведенная совокупность признаков в сравнении с известным уровнем техники позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию "новизна". В то же время, заявляемое техническое решение применимо в промышленности, в частности, в автомобилестроении, поэтому оно соответствует условию "промышленная применимость".
Полезная модель поясняется следующими чертежами: на фиг.1 показан электронный выключатель, установленный на рычаге переключения передач; на фиг.2 изображен базовый трубчатый элемент электронного выключателя с поперечным разрезом по магниту и геркону; на фиг.3 приведен базовый трубчатый элемент, вид на полостное образование, формирующее меньшую полость.
Электронный выключатель содержит базовый трубчатый элемент 1, подвижный элемент 2, выполненный в виде охватывающей базовый элемент 1 ступенчатой гильзы с широкой ступенью 3 и узкой ступенью 4, а также возвратную пружину 5 преимущественно конической формы, расположенную между базовым и подвижным элементами 1, 2.
Подвижный элемент 2 установлен с возможностью продольного смещения относительно базового элемента 1 и снабжен выступом 6 для захвата пальцами руки. Базовый элемент 1 выполнен с наружным краевым приливом 7, а подвижный элемент 2
снабжен первым наружным кольцевым приливом 8, расположенным у кромки широкой ступени 3 гильзы и прилегающим к краевому приливу 7 базового элемента 1, и вторым наружным кольцевым приливом 9, расположенным на широкой ступени 3 в зоне ее перехода к узкой ступени 4. Подвижный элемент 2 расположен своим первым наружным кольцевым приливом 8 на поверхности наружного краевого прилива 7 базового элемента 1, выполненной скругленной, с возможностью отхода от нее при перемещении подвижного элемента 2. Базовый трубчатый элемент 1 и/или подвижный элемент 2 выполнены преимущественно из эластомера.
Базовый элемент 1 снабжен постоянным магнитом 10 и электронным модулем 11 с чувствительным элементом, установленным с возможностью взаимодействия с магнитным полем постоянного магнита 10. В подвижном элементе 2 закреплена шторка 12 из магнитотвердого материала, расположенная между постоянным магнитом 10 и чувствительным элементом электронного модуля 11 с возможностью выхода при перемещении подвижного элемента 2. Электронный модуль 11 реализован с функцией силового электронного ключа, с чувствительным элементом, например, герконом 13, изменяющим свое состояние при изменении проходящего через него магнитного потока постоянного магнита 10.
Базовый элемент 1 выполнен преимущественно состоящим из удлиненной трубки 14 и корпуса 15 с наружным краевым приливом 7, в корпусе 15 образованы две разновеликие полости 16, 17, разделенные щелевидным промежутком 18 между наружными поверхностями полостных образований 19, 20. В промежутке 18 установлена связанная с подвижным элементом шторка 12, выполняющая функции экрана магнитного поля постоянного магнита 10, расположенного в меньшей полости 16 корпуса 15 базового элемента 1. В большей полости 17 корпуса 15 базового элемента 1 параллельно его продольной оси установлена плата электронного модуля 11 с закрепленными на ней электронными приборами и герконом 13, выходящая одним краем в общую полость 21 корпуса 15 базового элемента 1, причем геркон 13 расположен на плате со стороны, обращенной к магниту 10, а продольная ось геркона 13 скрещивается с продольной осью базового элемента 1. Плата электронного модуля 11, как вариант, выполнена с односторонней установкой на ней электронных приборов и геркона 13.
Большая полость 17 корпуса 15 базового элемента 1 с платой электронного модуля 11 с закрепленными на ней электронными приборами и герконом 13, меньшая полость 16 корпуса 15 базового элемента 1 и общая полость 21 корпуса 15 базового элемента 1 могут быть залиты заедино электроизоляционным компаундом.
При сборке транспортного средства электронный выключатель его базовым трубчатым элементом 1 устанавливают на рычаг 22 переключения передач, выводы 23
электронного модуля 11 подключают к управляемому электроприбору, например, к электрическому приводу сцепления или к электромагниту блокировки включения передачи заднего хода.
В исходном состоянии подвижный элемент 2 подпружинен к корпусу 15 базового элемента 1 с упором своим первым наружным кольцевым приливом в скругленную поверхность наружного краевого прилива 7 базового элемента 1. Шторка 12, выполненная в виде пластины, расположена между магнитом 10 и чувствительным элементом, в частности, герконом 13, экранируя силовые линии магнитного поля постоянного магнита 10. Таким образом, геркон 13 находится вне зоны магнитного поля или напряженность магнитного поля в зоне нахождения геркона 13 незначительна. Контакты геркона 13, выполненные из пружинного ферромагнитного материала, находятся в ненагруженном состоянии, цепь питания управляемого электроприбора отключена. Воздействуя пальцами руки на выступ 6 подвижный элемент 2 перемещают вдоль базового элемента 1, преодолевая сопротивление пружины 5, шторка 12 частично или полностью выводится из щелевидного промежутка 18 между полостными образованиями 19, 20 корпуса 15 базового элемента 1. Напряженность магнитного поля в зоне нахождения геркона 13 значительно увеличивается, контакты геркона 13 переходят в нагруженное состояние и замыкаются, включая силовой электронный ключ электронного модуля 11, который, в свою очередь, коммутирует цепь питания управляемого электроприбора. Прекращение воздействия на подвижный элемент 2 приводит к возврату электронного выключателя в исходное состояние и отключению электроприбора от цепи питания.
Для различных схемных решений электронного модуля 11, коммутирующего электроприбор, могут использоваться герконы 13 как с нормальнозамкнутыми, так и с нормальноразомкнутыми контактами, основным условием работы электронного выключателя является переход контактов геркона 13 из одного стабильного состояния в другое стабильное состояние.
Наличие на подвижном элементе первого наружного кольцевого прилива, расположенного у кромки широкой ступени гильзы и прилегающего к краевому приливу базового элемента, позволяет увеличить массу узлов в зоне их стыка. Введение в конструкцию подвижного элемента второго наружного кольцевого прилива приводит к усилению зоны перехода от широкой ступени к узкой ступени. Результатом использования этих решений является снижение вибрации и резонансных акустических шумов, возникающих вследствие взаимодействия базового и подвижного элементов.
1. Электронный выключатель, содержащий базовый трубчатый элемент, подвижный элемент, выполненный в виде охватывающей базовый элемент ступенчатой гильзы с широкой и узкой ступенями, установленной с возможностью продольного смещения относительно базового элемента и снабженной выступом на узкой ступени для захвата пальцами руки, а также возвратную пружину, расположенную между базовым и подвижным элементами, где базовый элемент выполнен с наружным краевым кольцевым приливом, при этом базовый элемент снабжен постоянным магнитом и электронным модулем с чувствительным элементом, установленным с возможностью взаимодействия с магнитным полем постоянного магнита, а в подвижном элементе закреплена шторка, расположенная между постоянным магнитом и чувствительным элементом электронного модуля с возможностью выхода при перемещении подвижного элемента, отличающийся тем, что подвижный элемент снабжен первым наружным кольцевым приливом, расположенным у кромки широкой ступени гильзы и прилегающим к краевому приливу базового элемента, и вторым наружным кольцевым приливом, расположенным на широкой ступени в зоне ее перехода к узкой ступени.
2. Электронный выключатель по п.1, отличающийся тем, что базовый трубчатый элемент и/или подвижный элемент выполнены из эластомера.
3. Электронный выключатель по п.1, отличающийся тем, что электронный модуль реализован с функцией силового электронного ключа с чувствительным элементом, изменяющим свое состояние при изменении проходящего через него магнитного потока постоянного магнита вследствие перемещения шторки, выполненной из магнитотвердого материала.
4. Электронный выключатель по п.1, отличающийся тем, что возвратная пружина выполнена имеющей коническую форму.
5. Электронный выключатель по п.1, отличающийся тем, что базовый элемент выполнен состоящим из удлиненной трубки и корпуса, в котором образованы две разновеликие полости, разделенные щелевидным промежутком между наружными поверхностями полостных образований, в котором установлена связанная с подвижным элементом шторка, выполняющая функции экрана магнитного поля постоянного магнита, расположенного в меньшей полости корпуса базового элемента, в большей полости которого параллельно его продольной оси установлена плата электронного модуля с закрепленными на ней электронными приборами и чувствительным элементом в виде геркона, выходящая одним краем в общую полость корпуса базового элемента, причем геркон расположен на плате со стороны, обращенной к магниту, а продольная ось геркона скрещивается с продольной осью базового элемента.
6. Электронный выключатель по п.5, отличающийся тем, что большая полость корпуса базового элемента с платой электронного модуля с закрепленными на ней электронными приборами и герконом, меньшая полость корпуса базового элемента и общая полость корпуса базового элемента залиты заедино электроизоляционным компаундом.
7. Электронный выключатель по п.6, отличающийся тем, что плата электронного модуля выполнена с односторонней установкой на ней электронных приборов и геркона.
