Электрический переключатель Советский патент 1975 года по МПК H01H19/00 

Электрический переключатель содержит статор 1 из изоляционного материала цилиндрической формы, в котором предусмотрена аксиальная расточка 2, в которой монтируется ротор 3, имеющий на одном конце систему ручного унравления, например поворотную ручку управления 4. Статор 1 имеет нродольное кольцеобразное цилиндрическое углубление 5, соосное с расточкой 2, большего диаметра, свободное с противоположной стороны от ручки управления 4. Статор 1, кроме того, имеет несколько радиальных отверстий 6, соответствующих количеству подвижных контактов, которые размещены под углом друг к другу в статоре вокруг оси вращения переключателя и расположены в одной и той же радиальной или поперечной плоскости оси статора. Причем каждое отверстие проходит насквозь через стенки статора, выходя своими противоположными концами, соответственно, наружу и в расточку 2 через кольцеобразное углубление 5. Этих отверстий, например, может быть два, как показано на фиг. 1, и оии расположены на одной прямой.

На внутрепней поверхности стенки кольцеобразного углубления 5 статора 1 и со стороны ручки управления 4 смонтировано проводящее кольцо 7, радиальная толщина которого меньше радиальной щирины кольцеобразного углубления 5. С этим проводящим кольцом соединяется язычок 8, расположенный продольно, т.е. параллельно оси ротора, жестко заделанный во внутреннюю поверхность стенки, ограничивающей кольцеобразное углубление 5. Язычок 8 поступает наружу из переключателя со стороны, противоположной ручке управления 4, и служит соединительным зажимом или штепсельным разъемом для одного из полюсов, например положительного, источника электрической энергии.

Другие проводящие язычки 8а, 86 в количестве, равном числу активных положений переключателя, например двум, также монтируются параллельно оси статора на внутренней поверхности стенки, ограничивающей кольцеобразное углубление 5 таким образом, чтобы радиально внещняя поверхность каждого язычка была бы расноложена точно на одной прямой с поверхностью проводящего кольца 7. Проводящее кольцо и упомянутые язычки жестко заделываются во внутреннюю поверхность стенки, ограничивающей кольцеобразное углубление 5, причем толщина каждого язычка меньше радиальной ширины упомянутого кольцеобразного углубления. Кольцо 7 и язычки За, 86 представляют собой таким образом неподвил ные контактные элементы. Кольцо 7 отделено от каждого язычка промежутком, по, крайней мере, равным и в некоторых случаях большим, чем диаметр отвер-стия 6, проходящего через внутреннюю стенку статора.

В каждом радиальном отверстии 6 установлен толкатель 9, который имеет подвижный контакт 10 в виде токопроводящего щтекера,

выступающего с каждой стороны толкателя 9, параллельно оси статора и постоянно находящийся в кольцеобразном углублении 5. Длина подвижных контактов 10 больше промежутка, разделяющего каждый язычок 8а, 86 от проводящего кольца 7 с тем, чтобы в результате смещения толкателя 9 подвижный контакт 10 мог прижиматься одновременно к проводящему кольцу 7 и к соединенному с ним язычку 8а, 86 для установления электрического контакта между ними или наоборот размыкания этого контакта в результате смещения контактодержателя в обратном направлении, т. е. радиально наружу. Таким образом, каждый толкатель-контактодержатель 9, состоит из толкателя с контактом и расположен в отверстии 6, внутренней кольцеобразной стенки статора, в то время как его противоположная концевая часть представляет наконечник, образующий расширенную головку 11 из изоляционного материала, объединенную с толкателем и перемещающуюся в отверстии 6, проходящем через кольцеобразную внешнюю стенку статора. Контакт 10, жестко заделывается в соответствующий наконечник 11, с тем, чтобы он выступал радиально внутрь в кольцеобразное углубление 5. Длина каждого толкателя с его наконечником в его продольном направлении больще радиальной толщины стенки статора 1 между его расточкой 2 и его внешней периферией, и эта длина такова, что наконечник 11 постоянно выступает радиально наружу по отнощению к статору, каким бы ни было положение, занима,емое толкателем 9. Внешняя поверхность каждого наконечника 11 закруглена или выполнена в виде сферической головки.

Внешняя периферическая поверхность 12 статора 1 охвачена упругой деформирующей муфтой 13, например, из натурального или искусственного каучука, определенной длины для того, чтобы закрыть все наконечники 11. Муфта жестко закреплена на поверхности 12 статора 1. В результате ее упругого воздействия, постоянно оказываемого на каждый наконечник И, она стремится оттолкнуть каждый толкатель 9, радиально внутрь, т. е. в направлении положения замыкания контактов.

Ротор 3 представляет собой цилиндрическую поверхность с кулачком 14, воздействующим на толкатель 9. Кулачок 14 имеет цилиндрическую часть постоянного радиуса, например, равного радиусу расточки 2 статора. С противоположной стороны кулачок 14 имеет, по крайней мере, две части вогнутого сечения Йб, 14с, которые абсолютно симметричны по отнощению к аксиальной плоскости или меридиану, проходящему по цилиндрической части сечения 14а. Криволинейная длина или длина окружности цилиндрической части сечения 14а в данном случае немного больше полупериметра окружности того же радиуса с тем, чтобы когда одна из концевых частей цилиндрической части сечения находится против толкателя 9, противоположная концевая часть находилась бы также против другого толкателя 9, диаметрально противоположного.

Число и протяженность участков профиля кулачка 14 должно соответствовать числу положений электрического переклЕОчателя.

Принцип действия этого устройства состоит в следующем. Пусть в исходном положении контакт 10 прижимается к язычку 86 и проводящему кольцу 7, замыкая таким образом указанные контакты. В то же время подвижный контакт 10 отклоняется от язычка 8а и от токопроводящего- кольца 7, размыкая язычок 8а от проводящего кольца 7. В состоянии, которое показано па фиг. 1-3, толкатель 9 находится в оттянутом положении соответствующей части 14 с кулачка, в то время как другой толкатель 9 находится в контакте с цилиндрической частью 14а кулачка. Когда поворачивают ручку управления 4 в направлении, обратном ходу часо1вой стрелки, (фиг.. 3) толкатель 9 отходит радиально наружу под воздействием ступеньки кулачка 14, образованной сечением 14 с цилиндрической части 14а. Когда цилиндрическая часть 14а поступает под один толкатель 9, противоположный толкатель 9 находится также еще на противоположной цилиндрической части 14а, и в этом момент оба толкателя находятся в положении, в котором подвижные контакты 10 разомкнуты с контактами 8а, 86 и кольцом 7. Продолжая поворачивать ручку управления 4 в том же направлении, достигают того, что толкатель 9 переходит на часть 146 профиля, причем один толкатель 9 перемещается внутрь в область контактирования с частью профиля 14 6. При этом подвижный контакт 10 замыкается кольцом 7 с язычком 8а, в то время как противоположный толкатель 9 остается в контакте с цилиндрической частью 146 профиля, и его электрическая связь остается разорванной. Упругая муфта 13, оказывая постоянно центростремительное давление на толкатели 9, удерживает их постоянно в контакте с кулачком 14.

С целью фиксации ротора в различных заданных рабочих положениях предусмотрены стопорные пазы 15 на периферийной поверхности кулачка в местах, соответствующих заданным рабочим положением, а каждый толкатель 9, имеет острие, способное входить в соответствующие стопорные пазы 15.

На фиг. 4 показан замок блокировки 16, предназначенный для блокировки подвижной системы, типа направляющий вал, в частности для транспортного средства и в первом дополнении к нему, в котором непосредственно вмонтирован электрический переключатель 17 описанного выше типа.

Замок блокировки может управляться вручную посредством съемного ключа, который вставляется в соответствующее отверстир 18 ротора или барабана 3 замка, смонтироп- ттный поворотно в статоре или неподвижном корпусе. Электрический переключатель коаксиаль-но вставляется в замок 16, в который вставляется ключ, и статор 1 переключателя соединяется со статором замка. Ротор переключателя соединяется с ротором замка и выполняется в виде одной монолитной детали так, чтобы замок и переключатель имели общий ротор 3. Замок имеет также несколько подвижных сдвоенных радиальных толкателей, лежащих на одной прямой 19. Причем каждый толкатель имеет подвижный толкатель в радиальном отверстии ротора 3, проходящий сквозь кольцеобразную стенку этого ротора с тем, чтобы выходить соответствеино в отверстие для ключа и на внещнюю нсриферическую поверхность ротора, а также подвижный внещний толкатель, перемещающийся радиально в соответствующем отверстии, точно по оси отверстия, в которое входит внутренний поршень, п полностью проходит через кольцеобразную стенку статора замка и постоянно выступает наружу. Каждый внутренний толкатель может, известным уже образом, входить в углубление ключа.

расположение пазов которого соответствует конкретному коду, взятому для обеспечения работы замка. В известном замке блокировки внешний толкатель каждой пары толкателей, лежащих на одной прямой 19. подвергается

постоянному воздействию металлической нажимной пружины, например спиральной пружины сжатия, стремящейся сместить впещний элемент толкателя радиально внутрь, чтобы, когда он располагается по одной прямой с внутренним относящимся к нему толкателем, он мог бы оттолкнуть этот последний радиально внутрь для того, чтобы заставить его войти в соответствующий паз ключа. В системе, показанной на фиг. 4. мета,лические пружины заменены упруго деформирующейся мусЬтой 13 электрического переключателя 17. Упругая муфта в этом случае имеет аксиальную длину, достаточную для того, чтобы охватить и сжать также статор замка 16

с тем, чтобы перекрыть внешние толкатели последнего таким образом, чтобы эта муфта являлась общей для электрического переключателя и для замка блокировки. Очевидно, что вместо одной упругой муфты, можно было бы

предусмотреть две упругие муфты соответственно для электрического переключателя и для замка блокировки.

Электрический переключатель (фиг. 5-7) представлен в сочетании с замкол блокировки и содеожит три внешних соединительных зажима 20, в которые соответственно вставляются три проводящих провода или соединительных кабеля 21, которые прикрепляются к торцевой стороне статора 22 переключателя

соответственно тремя заклепками, являющимися неподвижными контактами 23, проходяттитми через крайнюю фронтальную стенку статора 22 с тем, чтобы они выступали, вс внутреннюю полость 24 статора, образуя таКИМ образом неподвил ный контакт. Один из

упомянутых зажимов 20 может быть соединен с помощью относящегося к нему кабеля 21, также как язычок 8 в предыдущем варианте исполнения, с одним полюсом источника электрической энергии, в то время как два других зажима соединяются с другими полюсами источника.

Контактная система выполнена в виде подвижных контактных элементов, представленных двумя сегментами 25 круглого кольца, которые поддерживаются общей кольцеобразной втулкой 26, выполненной из изоляционного материала, с тем, чтобы контактные сегменты 25 были электрически изолированы друг от друга. Кольцеобразные контактные сегменты 25 расположены под углом друг к другу. Неподвижные контакты 23 также расположены под углом друг к другу на одинаковом расстоянии друг от друга. Подвижная система контактов устанавливается коаксиально на роторе 3. Кольцеобразные контактные сегменты 25 расположены по окружности, радиус которой равен общему радиальному расстоянию заклепки от оси. Кольцеобразные контактные сегменты 25 утоплены или жестко заделаны в кольцеобразную втулку 26.

Статор 22 имеет на своей периферии несколько отверстий 27, проходящих через его кольцеобразную стенку для сообщения с внутренней полостью 24 статора. Эти отверстия расположены под углом па равном расстоянии. Они предназначены для расположения в них шариков 28, которые выступают радиально с одной стороны внутрь в полость 24 статора с целью постоянного нахождения в контакте с поверхностью в виде усеченного конуса 29 контактной кольцевой системы, и с другой стороны наружу по отнощению к статору. Переключатель содержит, как и в предыдущих вариантах исполнения, упругую муфту 13, которая надевается на статор и перекрывается все шарики 28 для того, чтобы воздействовать на них. Сила давления, передаваемая каждым шариком 28 поверхности в виде усеченного конуса 29 кольцеобразной контактной системы имеет составляющую параллельную оси вращения ротора 3, направленную в сторону неподвижных контактов 23 с целью прижатия подвижных контактов 25 к неподвижным контактам 23.

В результате вращения ротора 3 можно произвольно устанавливать электрическое соединение с одной стороны между контактом 23, который постоянно соединен прямо с одним полюсом источника электрической энергии, и с другой стороны с другими неподвижными контактами 23. Количество шариков берется

в зависимости от диаметра устройства и числа коммутируемых цепей.

Электрический переключатель обеспечивает таким образом управление замыканием или размыканием нескольких (и в частности более двух) различных электрических цепей, параллельно или последовательно в зависимости от программы.

Предмет изобретения

1. Электрический переключатель, содержащий статор из изоляционного материала с располол енными на нем неподвижными контактами, ротор в виде кулачка с ручным управлепием, установленный внутри статор, подвижные контакты, управляемые указанным ротором посредством толкателей, и упругий элемент, соединяющий указанные подвижные контакты с неподвижными, отличающийс я тем, что, с целью уменьшения габаритов и увеличения срока службы, толкатели снабжены опорными элементами, соединенными с подвижными контактами, подвижно установленными в отверстиях статора и выступающими над внещней боковой поверхностью статора, и, по крайней мере, одной гибкой упругой деформирующейся муфтой, охватыв.ающей и сжимающей статор и указанные опорные элементы.

2. Переключатель по п. 1, отличающийс я тем, что ротор выполнен со стопорными фиксирующими пазами.

3.Переключатель по п. 1, отличающийс я тем, что подвижный контакт выполнен в

виде стержня и установлен на толкателе, перпендикулярно оси последнего в коаксиальном щелевом цилиндрическом пазу статора, в котором расположены неподвижные контакты, один из которых выполнен в виде кольца, а

другие в виде плоских ножей, причем их контактирующие поверхности расположены на одной прямой:

4.Переключатель по п. 1, отличающийс я тем, что указанная муфта выполнена из

эластомера.

5.Переключатель по п. 1. отличающийс я тем, что подвижные контакты выполнены в виде дугообразных токопроподящих контактных сегментов, установленных со стороны контактных поверхностей неподвижных контактов на втулке ротора, другая сторона которой имеет конусообразную форму, на которую опираются подпружиненные муфтой толкатели в виде щариков, расположенных в отверстиях

статора, для обеспечения контактного давления на неподвижные контакты, выполненные в виде втулок и соосно с подвижными контактами в торце статора. Pui. i

8

8ь

г-г

/ I )й 2 20

22 i3- 25

5

20

22

Фкг 7