Переключатель Советский патент 1976 года по МПК H01H5/08 

1

Изобретение касается переключателя мгновенного действия с тремя фиксированными положениями контактной системы, предназначенного для коммутирования электрических цепей постоянного и переменного тока, и может использоваться в различных областях техники для коммутирования цепей постоянного и переменного электрического тока.

Известны быстродействующие переключающие механизмы, которые состоят из поворотного рычага, качающегося на оси под влиянием внешней нагрузки, рабочей плоской пружины, один конец которой консольно закреплен в качающемся рычаге, а второй свободно вставлен в паз перекидного коромысла с выступами-фиксаторами, фиксирующегося в -двух крайних Положениях с помо-. шью двух, установленных каждая на своей оси подпружиненных поворотных защелок с П-образными пазами, и мгновейно перебрасывающегося в одно из двух крайних положений под действием рабочей плоской пружины как только поворотный рычаг сбрг сывает одну из зашелок с одного из БЫС-

тупов-фиксаторов перекидного коромысла.

Однако указанный механизм имеет только два фиксированных положения исполнительного элемента, например, перекидного коромысла, взаимодействующего с системой подвижных и неподвижных контактов. Цель изобретения - расщирить функци|ональные возможности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что; в корпусе предлагаемого переключателя дополнительно установлены попарно н сооснс с имеющимися защелками поворотные подпружиненные защелки с пазами Г-образной

формы, одновременно находящиеся в зацеплении с выступами-фиксаторами перекидного |коромысла в среднем положении его и выводимые поочередьто из зацепления поворсугйым. рычагом при отклонении последнего

от среднего положения, причем все защелки управляются от одного поворотного рычага, а фиксирующие плоскости пазов в Каждой из двух пар зашелок смешены отно Ьительно друг на величину хода вьгс;гупа-фиксатора перекидного коромысла при переключении последнего иэ среднего попожения в одно из крайних. На фиг, 1 изображен предлагаемый переключатель в продольном разрезе (положение контактной системы - нейтральное, все контШты разомкнуты); на фиг. 2а разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 2б и в положение защелок относительно выступафиксатора перекидного коромысла в одном из крайних положений его при различных вариантах выполнения пазов на защелках; на фиг. 3 - кинематика переключателя в одном из крайних зафиксированных положений контактной системы (левые контакты замкнуты);. Переключатель состоит из корпуса 1 с закрепленными на нем кронштейном внешн го крепления переключателя 2 и осью 3; установленного через промежуточный рыча 4 на оси 3 и качающегося относительно ее поворотного рычага 5 с закрепленной консольно в нем переключающей плоской пружиной 6, загерметизированного относительно корпуса при помощи сильфона 7 (один конец рычага соединен с рильфоном сваркой, а на втором свободном конце его имеются плоские скосы с двух сторон и цилиндрическая расточка под пружину 6, причем диаметр расточки больше ширины пружины); двух поворотных защелок 8 с П-образными пазами, установленных по одной на осях 9 и двух поворотных защелок 1О с Г-образными пазами (уступами) установленных также по одной на осях 9 ( таким образом, на каждой из осей устаиовлено по парезащелок: одна с П-обра ным пазом и одна - с Г-образным); все защелки подпружинены (каждая отдельно) пружинами раст чжения 11, в качестве зацепов для которых служат штифты 12, ус тановленные в каждой из защелок, и закладные штифты 13, закрепленные в пазах корпуса 1; все защелки снабжены также регулируемыми упорами, выполненными в виде винтов 14 с прокладками 15 упоры ращелок расположены напротив плоских скосов поворотного рычага 5, а сами защелки выполнены в виде рычагов первого рода, плечи которых по весу примерно оди наковы. Благодаря этому защелки статически сбалансированы, что резко повышае вибро- и удароустойчивость всего механиз ма в целом при незначительных усилиях пружин 11, что, в свою очередь, приводит к снижению усилия переключения, так как уменьшается усилие сопротивления при по вороте рычага 5; установленного на оси 16 перекидного коромысла 17с двумя выступами-фиксаторами 18, пазом 19 и закрепленными на нем двумя толкателями (изоляторами 20; в паз 19 коромысла вст |лена с гарантированным зазором переключающая плоская пружина 6: в зависимости от взаимного положения поворотного рычага 5, пружины 6 и защелок перекидное коромысло может занимать среднее положение или одно из двух крайних положений. При этом защелки взаимодействуют с выступами 18 и надежно фиксируют коромысло в каждом из трех) положений; контактной системы, содержащей подвижные контакты 21, закрепленные в токонесущей плоской пружине 22, охватывающей изогнутыми концами толкатели-изоляторы 20; неподвижные контакты 23, закрепленные в токонесущих плоских пружинах 24; стеклометаллическую гермопанель 25 с боковыми 26 и центральными 27 коваровыми выводами, впаянными в панель через стеклянные изоляторы 28 и служащие в качестве токовыводов, на которых закреплены токонесущие плоские пружины 22 и 24; (количество подвижных и неподвихшых контактов, плоских пружин и коваровых токовыводов выбирается конструктивно; в зависимости от положения перекидного коромысла 17 контактная система также может находиться в трех положениях: в нейтральном - все контакты разомкнуты и в двух крайних - замкнуты правые или левые контакты); -- герметичного кожуха 29, соединенного сваркой с корпусом 1 и гермопа- нелью 25, благодаря чему переключатель может надежно работать в агрессивнЬ1х, взрывоопасных средах, в вакууме и под давлением. П-образные пазы на защелках 8 выполнень1 по ширине выступов-фиксаторов 18 . на таком расстоянии от оси поворота 9, что перекидное коромысло 17, перекидываясь под действием пружины 6 в крайние положения , пбпадает одним из выступов-фиксаторов 18 в паз той или иной защелки, и таким образом фиксируется в этом положении одной из защелок 8. Г-рбразные пазы (уступы) обеих заще лок 10 находятся в зацеплении с выступами-фиксаторами 18 одновременно при среднем положении перекидного коромысла 17 и выводятся из зацепления поочередно при отклонении поворотного рычага 5 от среднего положения и воздействии его при этом на регулируемые упоры защелок Ю. При мальк размерах по ширине выступов-фиксаторов 18 перекидного коромысла 17 можно все защелки выполнить с П-образными пазами с больщими размерами по ширине. В этом случае в каждом из крайних положений перекидное коромысло фиксируется тоже двумя защелками одновременно, расположенными на одной из осей 9.

j Независимо от варианта исполнения фор (мы пазов на защелках фиксирующие плоскости пазов в каждой из двух пар защелок смещены относительно друг друга на величину S . которая определяет ход выступа(}иксатора 18 перекидного коромысла 17 при перебрасывании последнего из среднего положения в одно из крайних.

Переключатель работает следующим образом. При отсутствии внещней нагрузки пЬоротный рычаг 5 находится в среднем положении, не касаясь упоров 14 защелок, плоская переключающая пружина 6 не деформирована, защелки 1О, под действием пружины 11 войдя в зацепление с выступами-фиксаторами 18, своими Г-образныМи пазами фиксируют среднее положение перекидного коромьюла 17, а закрепленные на нем толкатели-изоляторы 20 удерживают плоскую пружину 22 подвижных контактов 21 в нейтральном положении (все контакты разомкнуты).

При приложении внешней нагрузки к поворотному рычагу 5, например, направленного по часовой стрелке момента М, рычаг начинает поворачиваться по часовой стрелке. При этом переключающая плоская пружина 6 деформируется в расточке рычаг,- , так как один конец ее защемлен в поворачивающемся рычаге, а второй удерживается от перемещений пазом 19 коромысла 17, зафиксированного в среднем положении защелками 1О.

В процессе поворота рычаг своим левым плоским скосом, воздействуя на регулируемые упоры 14 защелок 8 и 10, поворачивает их против часовой стрелки (пружины 11 при этом растягиваются) до тех пор, пока Г-образный паз левой защелки Ю не выйдет из зацепления с выступом-фиксатором 18 и нэ расфиксирует таким образом коромысло 17 (на фиг. 3 показан именно момент расфиксирования).

Момент расфиксирования, а следовательно величину рычага 5 -до этого момента с большой точнос1ъю можно регулировать прокладками 15, устанавливаемым под регулируемый пор 14 защелки 1О.

Как только левая защелка Ю выйдет из зацепления с выступом-фиксатором 18, перекидное коромысло 17 под действием пружины 6 мгновенно повертывается на оси 16 против часовой стрелки, при этом его правый выступ-фиксатор 18 будет скользить вдоль защелок 8 и 10, поджа(тых к нему-пружинами 11 и в момент, когда он окажется напротив П-образного паза правой защелки 8, защелка также мгновенно повернется против часовой стрелки под действием пружины 11 на величину, определяемую глубиной паза, и,зафиксирует

Ьто положение коромысла, войдя в зацепление П-образным пазом с его правым .выступом-фиксатором.

В процессе мгновенного поворота коромысла 17 на оси 16 контактные пружины 22 и 24 деформируются, левые контакты 21 и 23 замыкаются и зго положение контактной системы остается зафнксчрованным до тех пор, пока перекидное коромысло не изменит своего положения.

После фиксирования в соответствии с выщеизложенным коромысла 17 в крайнем положении при повороте рычага 5 в обратном направлении против часовой стрелки левый плоский скос его отходит от регулируемых упоров левых защелок и защелки

под действием пружин 11 поворачиваются по часовой стрелке до касания нмп поверхности выступа-фиксатора 18. В дальнейщем правый скос рычага касается сначала упора 14 правой защелки 8 и, нажимая на упор, поворачивает ее по часовой стрелке, ;выводя постепенно из зацепления П-образный паз ее с правым выступом-фиксатором 18 коромысла 17. При этом регулируемый

lynop правой защелки Ю с Г-образным пазом не касается скоса рычага 5 и она прижата под действием пружины 11 к выступу-фиксатору 18 коромысла, а пружина 6 Сначала приходит в исходное (ненапряженное)

состояние, а затем знак ее меняется на противоположный, так как свободный конец ее удерживается от перемещений в процесice поворота рычага 5 пазом 19 перекидного коромысла 17.

В момент, когда П-образный паз правой защелки 8 выйдет из зацепления с выступом-фиксатором 18, перекидное коромысло 17 под действием пружины 6 мгновенно повернется на оси 16 по часовой

стрелке до среднего положения.

В процессе поворота коромысла 17 выступы-фнксаторы 18 скользят вдоль защелок 8 и Ю и как только правый выступ-фиксатор 18 дойдет до упора в фикспр, ощую

поверхность Г-образного паза правой защелки 1О, левый оказывается напротив Г-образного уступа (паза) левой зашелки Ю, при этом она мгновенно повертывается по часовой стрелке на в€5личнну, определяемую глубиной уступа, и, таким образом, ::оромысл6 снова фиксируется в среднем положении, а все контакты переключателя снова размыкаются.

Момент перебрасывания перекидного

коромысла 17 нз крайнего положения в среднее также можно точно регулировать прокладками 15 под винт правой защелки 8. При дальнейщем повороте рычага 5 против часовой стрелки плоская пружина 6

Ьнова деформ;;руется в расточке рычагл 5, I

а коромысло 17 сохраняет зафиксированное эашелкамк 10 среднее положение до тех пор, пока рычаг своим правым плоским скосом, воэдействуя на регулируемые упоры 14 зашелок 8 и 1О и поворачивая их при этом по часовой, стрелке, не выв&дет ид зацепления Г образный паз уже правой зашелки 10 с выступом(|я1ксатором 18 и не расфиксирует таким образом коромысло 17.

При этом коромысло 17 под действием пружины 6 мгновенно повертывается на оси 16 по часовой стрелке, деформирует своим толкателем-изолятором 20 контактные пружины 22 и 24, Замыкает правые контакты 21 и 23 и зафиксируется П-об разным пазом левой зашелки 8 в зтом крайнем положении по схеме, описанной выше.

Перебрасывание коромысла 17 обратно в среднее положение, размыкание правых контактов и приведение контактной системы в нейтральное положение происходит в порядке, подробно изложенном выше, толко ,Т1ри повороте рычага 5 уже по часовой стрелке.

При этом рычаг 5 своим левУм плоским скосом поворачивает левую защелку 8 против часовой стрелки, выводя постепенно из зацепления П-образный паз ее с левым выступом-фиксатором 18 коромысла 17.

В «от момент, когда П-образный паз левой защелки 8 выйдет из зацепления с выступом-фиксатором 18, перекидное коромысло 17 под действием пружины 6 мгновенно повернется на оси 16 против часовой стрелки до среднего положения, в котором оно снов- .будет зафиксировано Г о5разными пазами защелок 1О, правые контакты при этом рааомкнутся и контактная система, таким образомТ снова придет в исходное состояние.

. Далее цикл работы переключателя повторяется. В переключателе могут быть использованы только одни какие-то контакты (левые или правые). В этом случае коромысло неограниченное количество раз может перебрасываться из среднего положения в одно из крайних и обратно без включения другого крайнего положения, которое также может быть использовано в любой нужный момент.

Цикл работы переключателю можно задавать от руки или при помощи профилированного кулачка (как обычного конечному или путевому выключателю).

В переключателе обеспечивается релейный режим замыкания-размыкания контактов при любых скоростях движения приводного элемента - поворотного рычага (переключатель четко работает при самых малыз скоростях поворота рычага).

формула изобретения

Переключатель, содержащий корпус,

поворотный рычаг с закрепленной в нем переключающей плоской пружиной, контактную систему с подвижными и неподвижными контактами, перекидное коромысло с выступами-фиксаторами и фиксирующие его

IB двух крайних положениях поворотные защелки с П-образными пазами, установленные каждая на своей оси, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей,

в нем установлены попарно и соосно с вышеуказанными защелками поворотные подпружиненные защелки с пазами Г-образной формы, фиксирующие плоскости которых смещены относительно П-образных пазов

в сторону перекидного коромысла на величину хода выступа-фиксатора от среднего положения в одно из крайних.

/j /Г M f f

/5 / 1 10 9 11 13

/«

Фиг. 2