Поворотный переключатель Советский патент 1976 года по МПК H01H36/00 

I

Изобретение отиосится к области коммутационной контактной техники.

Известен поворотный переключатель на магнитоуправляемых контактах, в котором в качестве управляющего источника намагничивающей силы (н. с.) для магнитоуправляемых контактов, расположенных по окружности, используется вращающийся постоянный магнит, закрепленный на центральной оси. Конструкция этого устройства используется в контактных поворотных переключателях в качестве узла привода, формирования рабочей диаграммы, усилия перемещения и фиксации управляющего постоянного магнита.

Недостатком такого переключателя является сложность механического узла, содержащего значительное количество деталей, что снижает надежность и ограничивает срок службы поворотного переключателя в целом.

Известны конструкции поворотных переключателей с использованием для узла приводов постоянных магнитов.

В известном устройстве на части внутренней поверхности подвижного кольцевого магнита нанесен слой электропроводящего материала, а из внутренней поверхности иеиодвижиого кольцевого магнита выступает пара электрических контактов. Когда магниты взаимно расположены так, что слой электропроводящего материала перекрывает оба выступающих контакта, переключатель коммутирует электрическую цепь. Однако такой переключатель имеет ограниченные функциональные возможности. Так, например, переключатель позволяет

коммутировать только одну электрическую цепь, а его контактная система не герметизирована.

Иоворотный переключатель имеет открытые консольные пружинные контакты щелочного

типа, его фиксирующее усилие мало.

Поворотный переключатель содержит расположенные в кориусе по окружности магнитоуиравляемые контакты, закрепленный в корпусе неподвижный и установленный на оси переключателя подвижный магниты, приводной эле.мент и контактную колодку.

Недостатками такого устройства являются значительные габариты магнитов и переключателя в целом, сложность конструкции н отсутствие помехозащищенности от влияния внещних магнитных полей, что снижает надежность работы переключателя. Кроме того, указанный переключатель ие имеет водозащищенности конструкции.

С целью повыщения надежности при }меньшении габаритов, обеспечения солевозврата в фиксированное положение, обеспечения водозащищенности конструкции и уменьщения магнитного влияния на работу переключателя

в предлагаемом переключателе магниты вы1ЮЛ11СНЫ в виде колец, нгкмагличены вдоль оси переключателя по секторам так, что соседние секторы намагничены встречно, а в качестве источника намагничиваюш.ей силы использо- ан донолнительный управляющий постоянный магнит, жестко связанный, например, через ферромагнитную пластину с подвижным магнитом, причем для фиксации ноложеиия переключателя используются по крайней мере два соседних разнополярных сектора подвижного и неподвижного магнитов. На пути перемещения вращающегося магнита с обеих сторон от этого полол :ения установлены упоры, ограничивающие перемещение до перекрытия разнополярных сегментов магнитов. Кроме того, между магнитоуправляемыми контактами, подвижным и управляющим магнитами установлена разделительная плата, а удаленные друг друга поверхности неподвижного и подвижного магнитов закрыты ферромагнитными пластинами, и на внешней поверхности корпуса установлены два ферромагнитных цилиндра, одни из которых охватывает унравляющий магнит, а другой перекрывает зоны рабочих зазоров магнитоуправляемых контактов. При этом каждая группа магнитоуправляемых контактов помещена в цилиндрическую деталь ступенчатой формы из аммортизационного материала.

На фиг. 1 иоказан предлагаемый поворотный переключатель, разрез; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3-6 - варианты реализации источника и. с. в поворотном переключателе.

Новоротный переключатель (см. фиг. 1 и 2) содержит расположенные в корпусе по окружности магнитоуправляемые контакты 1, которые могут быть замыкающими или размыкающими. Магнитоуправляемые контакты размещены по группам, количество которых соответствует числу фиксированных положений переключателя. Каждая группа содержит от одного до четырех расположенных на равном расстоянии друг от друга магнитоуправляемых контактов 1, размещенных в амортизационной детали 2 цилиндрической формы. Амортизационный цилиндр 2 фиксируется посредством имеющегося на нем иояска, зажимаемого между контактной колодкой 3 и корпусом 4 переключателя. Защита от проворота контактной колодки относительно корпуса обеспечивается за счет внутреннего выступа в корпусе, входящего во внутренний паз, имеющийся на колодке. Крепление контактной колодки к корпусу поворотного переключателя осуи,ествляется посредством цилиндра 5, вьгаолненного на ферромагнитного материала и являюн;егося частью внешнего экрана переключателя. Цилиндр напрессовывается на корпус 4 (после установки магнитоуправляемых контактов, внутреннего электрического монтажа и установки контактной колодки) и завальцовывается, фиксируя определенное положение колодки 3. Установка ферромагнитного цилиндра может быть осуществлена любыми

,чру111М11 1131 ест1п 1М11 способами, аким обргь зо., цилиндр 5 вынолняет функции крепежной детали, а также служит для заниггы контактной части переключателя от воздействия виешних магнитных полей.

Внутренний монтаж выводов магнитоуправляемых контактов к контактам колодки выполняется гибкими монтажными проводами, не препятствующими свободному неремещеиию контактов в амортизационном материале цилиндрической детали 2. Монтажные провода от верхних выводов магиитоунравляемых контактов пропускаются в центральное отверстие, имеющееся в детали 2 и улучшающее ее амортизирующее действие.

Описанное крепление магнитоуправляемых контактов позволяет сохранить их работоспособность при воздействии повышенных механических нагрузок.

Каждая цилиндрическая деталь 2 с группой магнитоунравляемых контактов 1 размещена в магнитонроводе 6, который имеет форму цилиндра и охватывает магнитоуправляемые контакты 1 по длине от окончания их выводов

со стороны, противоположной колодке 3, до зоны рабочих зазоров.

Цилиндрические магнитоироводы вставлены (запрессованы, вклеены или т. п.) в расположенные по окружности внутренние гнезда корпуса 4 переключателя, расположение которых строго соответствует каждому поло кеиию элемента привода (рукоятки) и, соответственно, положению источника для управления контактами 1.

В качестве источника и. с. для управления магнитоунравляемыми контактами 1, как это показано на фиг. 1 и 2, может быть использован сектор вращающегося кольцевого магнита 7, развитый по толщине или примыкающий к

поверхности последнего со стороны магнитоунравляемых контактов.

Нодвил ный (вращающийся) кольцевой магнит 8 предварительно жестко скрепляется с пластиной 9 из ферромагнитного материала,

наиример, с помощью эпоксидиой смолы. Пластина жестко крепится к оси 10 привода и профильной детали 11, вынолненной из изоляционного материала. Деталь И имеет гнездо для установки сектора управляющего магнита 7 и

ирофильную поверхность.

В случае реализации конструкции переключателя с самовозвратом из крайних положений в центральное в корнусе 4 иереключателя устанавливается упор, до которого доходят

окончания профильной поверхности, ограничивая поворот детали И в каждую сторону. Креплеиие управляющего магнита 7 в пазу указанной детали осуществляется, например, с помощью эпоксидного компаунда. Таким образом, вращающийся магнит 8, пластина 9 и управляющий магнит 7 жестко связаны между собой и осью 10 привода, которая расположена во втулке 12, выполненной из изоляционного материала. На втулке жестко, например,

с помощью эпоксидной смолы, крепится не

подвижный кольцевой магнит 13 и вторая пластина 14 из ферромагнитного материала, лежащая непосредственно на поверхности указанного магнита. Гарантированный зазор между кольцевыми магнитами 8 и 13 предохрапяет их от соударения во время работы переключателя и обеспечивается заданной высотой втулки 12.

Установка узла привода и управления с магнитами 7, 8 и 13 осуществляется креплением втулки 12 с осью 10 в корпусе 4 переключателя любым известным способом, например с помощью эпоксидной смолы. Известные средства, например выступ на втулке 12, входяп1ий в паз, имеющийся на внутренней поверхности корпуса, предохраняет втулку 12 от проворота.

Элемент 15 привода (например рукоятка или клювик) крепится на оси 10 любым известным способом.

На внещнюю поверхность корпуса переключателя напрессовывается второй цилиндр 16 внещиего экрана, выполпепный из ферромагнитного материала и охватывающий управляющий лшгнит 7. Корпус 4 переключателя, выполненный из изоляционного материала. имеет глухую перегородку (разделительную плату) в центральной части, полностью защищающую внутреннюю часть переключателя с магнитоуправляемыми контактами от воздействия влаги. Узел привода и управления с магнитами содержит детали либо выполненные из соответствующих материалов, либо обработанные по известной технологии так, что он не подвержен воздействию влаги при ее возможном проникновении.

Крепление поворотного переключателя в аппаратуре осуществляется с помощью фланца 17, имеющегося на корпусе 4, Возможен также вариант реализации поворотного переключателя, когда разделнтельная плата является принадлежностью аппаратуры, например лицевой панели пульта управления. В этом слхчао контактная часть переключателя с магинтоуправляемыми контактами располагается под платой и жестко крепится к ней любым известным способом, а узел привода и управления с магнитами располагается пад платой.

Формирование источника и. с. (управляющего магнита) в поворотном переключателе может быть реализовано различными путями.

Так в качестве источника н. с. для упрапления магнитоуправляемыми контактами может быть использован один из секторО ; 1 раи1ающегося кольцевого магнита (см. фиг. 3) или один из секторов вращающегося кольцевого магнита, развитый по диаметру (см. фиг. 4 и 5), а также постоянный магнит, закреп;1ени п на оси, жестко связанной с вран1аюни1мся кольцевым магнитом 8.

Узел привода, формирования рабочей диаграммы, усилия перемеи,ения и фиксации управляющего звена содержит укреплеиньи в корпусе неподвижный магнит ГЗ и подБИЖ ЫЙ магпит 8, жестко связанный с осью 10 привода. Оба магнита намагничены вдоль оси таКИМ ооразом, что их поверхности состоят из секторов чередующейся полярности. Взаимоприлегающие поверхпости кольцевых магиптов расположены друг относительно друга так, что в каждом фиксироваином положении друг над другом находятся разнополярные секторы каждого магнита.

Для фиксации в каждом положении используются по крайней мере два соседних разпополярных сектора на каждом магните. Это обеспечивает надежную фиксацию и требуемое усилие переключения элемента привода.

При повороте (переключепии) элемента 15 на угол раствора одного сектора усилие сохранения фиксированного положения начинает уменьщаться, а усилпе перемещения в соседнее фиксированное положение - возрастать за счет сил притяжения разнополярных секторов и отталкивания одиополярных. Процесс изменения усилий является ирактнчески лавинообразным, а нереход из одного фиксироваикого положения в другое происходит мгновенно и прекращается при повом полном перекрытии разиополярных секторов неподвижпого п вран;аюн;егося магнитов.

Одновременно с поворотом подвнжного магнита 8 ироисходит синхронное перемещение источника и. с. 7, который практически мгновенно находит на группу магнитоуправляемых контактов 1, соответствующих новому фиксированному положению элемеита привода.

Требуемая одновремеппость срабатываиия магнитоуправляемых контактов каждой группы достигается прпмеиением цилиндрических магпитопроводов 6 из ферромагнитного материала для каждой группы, охватывающих контакты по длине от окончания выводов до зоиы рабочих зазоров. В определенном положении, когда сработали (замкнуты) магнитоуправляемые контакты группы, соответствующей этому полон ению, управляющий магнит (источник н. с.) полностью «накрывает торен кольцевого магнитопровода указанных контактов.

Кольцевой магнитопровод 6 существеннс повышает чувствительность магнитной системы переключателя, обеспечивая концептрацик управляющего поля в зоне рабочих зазоро магнитоуправляемых контактов.

Для исключения магнитного влияния удален пые друг от друга поверхпости подвижного i неподвижного магнитов за исключением по верхиости управляющего магнита в случа( его формировапия из сектора подвижного маг пита покрыты пластинамп 9 и 14 из ферро магнитиого материала.

При необходимости возможно вьшолиеии поворотного переключателя па несколько на правлений, например для коммутации двух иа правлений в переключателе на пять фиксиро ванных положений управляющпе секторы рас полагаются под углом 180

Два внещних цилиндра 5 и 16, выполненны из ферромагнитного материала, охватываю магнитную систему управления магнитоупрЭЕ

ляе.мыми контактами, исключая влияние на них внешних магнитных полей, а также исключают влияние полей, создаваемых источников п. с. на расположенные рядом устройства.

Формула изобретения

1.Поворотный переключатель, содержапшй расположеппые в корпусе по окружности магнитоуправляемые контакты, закрепленный в корпусе неподвижный и установленный на оси переключателя подвижный постоянные магниты, приводной элемент и контактную колодку, отличающийся тем, что, с целью повышепия надежности при уменьшении габаритов, магниты выполнены в виде колец, намагничены вдоль оси переключателя по секторам так, что соседние секторы намагничены встречно, а в качестве источника намагничивающей силы использован дополнительный управляющий постоянный магнит, жестко связанный, например, через ферромагнитную пластину с подвижньШ постоянным магнитом, причем для фиксации положения переключателя используются по крайней мере два соседних разнополярных сектора подвижного и неподвижного постоянных магнитов.

2.Переключатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения самовозврата приводного элемента в фиксированное положение, на пути пере.мещения вран1,а1ощегося магнита с обеих сторон от этого положения установлены упоры, ограничива1оп ие перемещение до перекрытия разнополярных сегментов постоянных магнитов.

3.Переключатель по п. 1, о т л и ч а ю щ, и йся тем, что, с целью обеспечения влагозан1ищенности конструкции, между магнитоуиравляемыми контактами, подвижным и управляющим постоянными магнитами установлена разделительная плата.

4.Переключатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения магнитного влияния па работу переключателя, удаленные

друг от друга поверхности неподвижного и подвижного постоянных магнитов закрыты ферромагнитными пластинами, а иа в})ешней поверхности корпуса установлены два ферромагнитных цилиндра, один из которых охватывает управляющий постоянный магнит, а другой перекрывает зоны рабочих зазоров магнитоуправляемых контактов.

5.Переключатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью защиты магнитоуправляемых контактов от механических нагрузок, каждая группа магнитоуправляемых контактов помен;ена в цилиндрическую деталь ступенчатой формы из амортизационного материала.

П

иг. J

А -А

РигЛ

.б

fpuz.S