ФИКСАТОР ПОДВИЖНОГО ЗВЕНА МЕХАНИЗМА Российский патент 1995 года по МПК H01H9/20 H01H51/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в механизмах пневматических и электрических коммутационных аппаратов и в других механических устройствах, где применяются защелки с электромагнитным приводом.

Известен электромагнитный коммутационный аппарат с защелкой. В этом аппарате имеется привод для включения и защелка для удержания подвижной части аппарата во включенном положении. В качестве защелки использован якорь электромагнита. Один конец якоря имеет опору вращения на неподвижном ярме электромагнита, а противоположный край является защелкивающим уступом, сопряженным со стопорным уступом на тяге, связанной с подвижной частью аппарата. При включении аппарата тяга совершает поступательное движение, в конце которого край якоря западает за стопорный уступ на тяге. Включающий привод отключается, но тяга, опираясь своим уступом на якорь, остается во включенном положении. Для расфиксации тяги включают электромагнит защелки. Якорь, притягиваясь к ярму электромагнита, выходит из-под стопорного выступа и выключает аппарат.

Описанная защелка является прототипом предлагаемого фиксатора. Оба устройства представляют собой электромагнит, якорь которого используется в качестве защелки. В прототипе стопорный уступ находится на тяге, т.е. на подвижном звене механизма. В предлагаемом устройстве стопорный уступ находится на ярме электромагнита. Якорь в обеих случаях имеет защелкивающий уступ, сопряженный со стопорным уступом.

В прототипе якорь закреплен на ярме, а в фиксаторе якорь закреплен на подвижном звене механизма, при этом ярмо ориентировано и закреплено так, чтобы движение якоря, обеспечиваемое подвижным звеном, было параллельно рабочей поверхности ярма. Рабочая поверхность ярма это поверхность его полюсов, к которой притягивается якорь, замыкая магнитную цепь ярма.

В прототипе защелкивающий уступ надежно сцепляется со стопорным уступом, т.к. их рабочие поверхности перпендикулярны тяге, для их расцепления необходимо приложить усилие, т.е. включить электромагнит. В предлагаемом фиксаторе рабочие поверхности взаимодействующих уступов имеют наклон в сторону исходного положения подвижного звена, поэтому исключается их взаимное сцепление при обесточенной обмотке электромагнита. Это обеспечивает повышенную надежность расфиксации и достаточную надежность фиксации якоря на ярме.

Предлагаемый фиксатор может выполнять те же функции, что и прототип, и кроме того, одновременно может выполнять функцию нулевой защиты, а также другие релейные функции с меньшим числом дополнительных элементов в схеме управления. Таким образом, описанное изменение конструкции не усложняет ее, однако обеспечивает повышение надежности в работе и расширение области применения.

На фиг. 1 представлен фиксатор, где якорь имеет два защелкивающих уступа, и закреплен на подвижном звене посредством упругого элемента; на фиг. 2 то же, в рабочем положении; на фиг. 3 фиксатор, где якорь электромагнита закреплен на подвижном звене механизма посредством штифта и буртика; на фиг. 4 то же, вид справа на якорь, ярмо не показано.

Фиксатор выполнен в виде электромагнита, ярмо 1 с обмоткой 2 которого неподвижно и имеет стопорный уступ 3 в виде выступа. На фиг. 1,2 якорь 4 электромагнита припаян к концу отрезка упругой проволоки 5, второй конец которого припаян к подвижному звену, выполненному в виде рычага 6. Якорь 4 имеет два защелкивающих уступа 7 и 8 для фиксации рычага 6 в двух позициях. Уступ 7 представляет собой нижний край якоря 4. Уступ 8 выполнен в виде углубления на якоре 4.

На фиг. 3,4 якорь 4 закреплен на подвижном звене, т.е. на тяге 9 посредством штифта 10, неподвижно установленного на тяге 9. Свободный конец штифта 10 пропущен свободно, т.е. с зазором через отверстие в якоре 4. Если штырь круглый, то применяют средства, препятствующие вращению якоря на штыре 10. Можно применить второй штифт или направляющие выступы на ярме. Однако во многих случаях предпочтительнее применить буртик 11, который может взять на себя нагрузку, т. е. разгрузить штифт 10 и тем самым свести его диаметр к минимуму. Если подвижное звено 6,9 пластмассовое, то целесообразно предусмотреть в нем углубление, куда с небольшим зазором поместить якорь 4. В последнем случае штифт 10 не требуется, т.к. якорь 4 с четырех сторон будет окружен буртиком 11.

Рабочие поверхности уступов 3,7,8 имеют наклон в сторону исходного положения якоря 4. Такая форма уступов исключает их взаимное зацепление при включенной обмотке 2 электромагнита. Ориентировочная высота стопорного уступа 3 составляет 0,5-1 мм.

Выбор варианта крепления якоря 4 на подвижном звене не зависит от траектории движения этого звена и определяется общей компоновкой механизма, куда встраивается фиксатор. Как на якоре, так и на ярме уступы стопорные защелкивающие могут быть в виде выступов или углублений, сопряженных между собой по форме и расположению.

Рабочая поверхность любого уступа не обязательна в виде плоской фаски, она может быть и в виде овала.

Фиксатор работает следующим образом. При повороте рычага 6 по часовой стрелке на максимальный угол якорь 4 под действием упругой тяги 5 поднимается и прижимается к ярму 1, как показано на фиг. 2. Если на обмотку 2 не будет подано напряжение, то рычаг 6 с якорем 4 вернутся в исходное положение, как только прекратится воздействие привода механизма, вызвавшее поворот его.

Если после поворота рычага 6 на обмотку 2 будет подано напряжение, то якорь 4 зафиксируется на стопорном уступе 3. Чтобы преодолеть уступ 3, якорь 4 должен оторваться от ярма, но этому препятствуют магнитные силы электромагнита. При отключении обмотки 2 якорь 4 свободно соскальзывает с уступа 3 и рычаг 6 возвращается в исходное положение под действием возвратной пружины или веса подвижной части механизма.

При повороте рычага в промежуточную позицию якорь 4 фиксируется на ярме 1, как описано выше, только с уступом 3 будет взаимодействовать уступ 8. В данном случае якорь совершает сложное движение, однако вблизи точки фиксации это движение параллельно рабочей поверхности ярма 1, т.к. якорь 4 прижимается к этой поверхности упругой проволокой 5. Упругий элемент может быть применен при любом варианте крепления якоря на подвижном звене в качестве дополнения к магнитной силе, однако это увеличит износ фиксатора.

Фиксатор на фиг. 3 работает следующим образом. Тяга 9 может беспрепятственно совершать возвратно-поступательное движение до тех пор, пока на обмотку 2 не подадут питание. После включения обмотки 2 якорь 4 притягивается к ярму 1 и фиксируется своим уступом 7 на стопорном уступе 3 и тем самым фиксирует тягу 9 в верхнем положении.

Тяга 9 своим буртиком 11 опирается на верхний край якоря 4. При отключении тока в обмотке 2 якорь 4 соскальзывает с уступа 3 и вместе с тягой 9 возвращается в исходное положение. Наклон уступов 3,7,8 должен быть минимальным достаточным для соскальзывания якоря 4 с уступа 3, но не способствующим отрыву якоря 4 от ярма 1 при включенном электромагните.

Использование: область электротехники. Сущность изобретения заключается в том, что фиксатор выполнен в виде стопорного уступа и сопряженного с ним защелкивающего уступа на якоре электромагнита, ярмо которого закреплено на той части механизма, относительно которой это звено фиксируют. Стопорный уступ выполнен на ярме, которое ориентировано таким образом, что якорю, закрепленному на подвижном звене, обеспечивается движение параллельно поверхности ярма по крайней мере вблизи точки фиксации, при этом рабочая поверхность хотя бы одного из упомянутых уступов имеет наклон в сторону исходного положения якоря. Якорь может быть закреплен на подвижном звене посредством тяги, выполненной в виде отрезка упругой проволоки. Якорь может быть закреплен на подвижном звене посредством штифта. Якорь может быть удлинен на величину дополнительного хода и имеет второй уступ для фиксации подвижного звена во второй позиции. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. ФИКСАТОР ПОДВИЖНОГО ЗВЕНА МЕХАНИЗМА, содержащий стопорный уступ и сопряженный с ним защелкивающий уступ на якоре электромагнита, ярмо которого закреплено на части механизма, относительно которой это звено фиксируют, отличающийся тем, что стопорный уступ выполнен на ярме, которое ориентировано так, что якорю, закрепленному на подвижном звене, обеспечивается движение параллельно поверхности ярма, по крайней мере вблизи точки фиксации, при этом рабочая поверхность хотя бы одного из упомянутых уступов имеет наклон в сторону исходного положения якоря. 2. Фиксатор по п. 1, отличающийся тем, что якорь закреплен на подвижном звене посредством тяги, выполненной в виде отрезка упругой проволоки. 3. Фиксатор по п.1, отличающийся тем, что якорь закреплен на подвижном звене посредством штифта, пропущенного с зазором через отверстие в якоре, который ближним к отверстию краем взаимодействует с буртиком на подвижном звене. 4. Фиксатор по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что якорь удлинен на величину дополнительного хода и имеет второй уступ для фиксации подвижного звена во второй позиции.