Бесконтактный индуктивный переключатель Советский патент 1977 года по МПК H03K17/80 

Изобретение относится к бесконтактным коммутационным устройствам для коммутации переменных токов и напряжений при наличии соответствующей электрической схемы и для коммутации постоянных токов и напряжений и может найти широкое применение з различных областях народного хозяйства, особенно там, где требуется обеспечить взрыво-пожаробезопасность, надежность и долговечность.

. Известны индуктивные бесконтактные переключатели, в которых используется насыщение магнитомягкнх сердечников посредством магнитного поля по.стоянных магнитов, которые могут приближаться к сердечникам, изменяя тем самым магнитную проницаемость сердечников и, следовательно, индуктивность расположенных на них обмоток 1 - 5.

В других индуктивных переключателях используется изменение индуктивности катушки от приближения к катушкам или введения в катушки магнитопроводящих сердечников .

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является магнитное переключающее устройство, содержащее постоянный магнит в форме полого цилиндра, внутри которого распо.тожен сердечник из магнитомягкого материала в виде кольца, на котором размещены катушки индуктивности, приводной элемент с подвижным магнитным экраном и пружи.на возврата привод 1ого элемента.

В нормальном состоянии сердечиик намагничей до насыщения посредством постоянного магнита. Р1мпеданс обмотки сердечника возрастает при снижении магнитного потока, постоянного магнита, который индуктивно связан с сердечником.

Потокосцепление между обоими магнитными элементами (сердечником и постоянным магнитом) снижается либо перемещением постоянного магнита, либо введением магнитного экрана между постоянным магнитом ч сердечником.

Недостатком этого устройства является наличие магнитной системы, которая необходима для изменения индуктивности катуш.ек на сердечнике и взаимоиндуктивности между ними.

Целью изобретения является упрощение конструкции переключателя.

Это достигается тем, что в бесконтактном индуктивном переключателе, содержащем корпус, приводной элемент, сердечник из магнитомягкого материала, на котором размещена катушка ипдуктивиости, и экран, катушка индуктивности выполнена многослойной из упругого электропроводного материала в виде по крайней мере двух соосно размещенJ

НЫХ одна в другой цилиндрических винтовых пружин различного диаметра и противоположной навиВКи, при этом TOipeu катушки с выводами опирается на одну чашку броневого сердечника, образуюш,ую с корпусом жесткое соединение, а другой торец катушки опирается на другую чашку броневого сердечника, жестко соединенную с приводным элементом.

На фиг. 1 показан переключатель с приводным элементом в ненажатом положении; на фиг. 2 - переключатель с приводным элементом в нажатом положении; на фиг. 3- схема с использованием предложенного переключателя для коммутации постоянных напряжений и токов.

В корпусе / размещена чашка 2 броневого сердечника, на которую олирается торцом с выводамн 3, 4 катушка индуктивности, выполненная из упругого электропроводящего материала, например бериллиевой бронзы, в виде двух соосно размешенных о-дна в другой цилиндрических винтовых пруЖ|Ин 5, 6 разЛ:Ичных диаметров и с противоположным направлением навивки.

Другой торец П|ружин 5, 6 опирается на чашку 7 сердечника, которая жестко соединена с приводным элементом 8. С этим элементом также жестко связан экран 9, который другим свободным торцом входит в цилиндрический паз 10 корпуса 1. Экран 9 имеет продольные пазы 11, в которых находятся штифты 12, предотвращающие угловое перемещение приводного элемента 8 относительн : его оси и ограничивающие продольное перемещение вдоль оси при возвратном движении его под действием пружин. Выводы 3, 4 катушки индуктивности могут быть подключены к электрической схеме 13, расположенной на плате 14, имеющей выводы иерсклю чателя 15.

Катушка индуктивности может быть выполнена многослойной, навитой из одного провода пли состоящей из отдельных цилиндрических пружин требуемого диаметра, верхние концы которых должны быть при этом соединены электрически посредством пайки или сварки, а нижние копцы выведены через чашку броневого сердечника, жестко соединенную с корпусом. При этом катушка индуктивности играет также роль пружины возврата приводного элемента.

Диаметр пружины 5 ограпичс-н внутренним диаметром чашек броневого сердечника, а диаметр пружин 6 - диаметром стержней чашек сердечника.

В исходном положении приводного элемента, показанном на фиг. 1, чашкн броневого сердечника отстоят одна от другой на расстоявИИ, равном ходу приводного элемента переключателя.

Наличие в этом случае воздушного зазора между чашками се.рдечника обеопеч гвает .малую эффективную магнитную проницае.. - p

62921

мость броневого сердечника (и:1дуктизност1, катушки минимальная).

Нри нажатии внешним усилием приводной элемент 8 сжимает двойную пружнну 5, 6 катушки индуктивности и занимает положение, показанное на фиг. 2, в котором чашкн броневого сердечника сомкнуты (индуктивность катушки максимальная). Нри использовании броневых сердечников типа Б-13 с магнитной проницаемостью ц-2000, с 12 витками в каждой пружине (из бериллиевой бронзы), нрн ходе кнопки в 4 мм и усилии нажатия 1,2Н обеспечивается абсолютное изменение индуктивности от 5-8 мкГн до 400-700 мкГн. т. е. изменение индуктивного сопротивления для переменных напряжений достигает 40 дб.

Для коммутации постоянных напряжений и токов можно использовать электрическую схему (фи1Г. 3), содержащую генератор переменного напряжения 16, цепь 17 делителя RL, детектор переменного на пряжения 18 ключевой выходной каскад 19.

Особенно эффективно применение такик переключателей в клавиатуру ввода информации в ЭВМ, где имеются тактовые иМПульсы определенной частоты, которые могут подаваться непосредственно на управляюш.ую RLцепь.

Фор.мула изобретения

Бесконтактный индуктивный переключатель, содержащий корпус с установленными в нем приводным элементом, сердечит ком из магнитомягкого материала, на котором размещена катушка нндуктивности, и экраном, о т л и ч а ю по, и и с я тем, что, с целью упрощения его конструкции, катушка индуктивности выполнена многослойной из упругого электропроводного материала в виде по крайней мере двух соосно расположенных одна в другой цилиндрических винтовых пруж.ин различного диаметра, в качестве сердечника использован сердечник броневого типа, одна чашка которого жестко соединена с корпусом, а другая - с -приводным элементом, а катушка индуктивности размещена так, что один ее торец с выводами опирается на чашку броневого сердечника, жестко соединенную с 1 орпусом, а другой торец - на чашку броневого сердечни-ка, ясестко соединенную с приводным элементол, причем катушка индуктивности одновременно служит пружиной возврата приводного элемента.

Источники ннформации,

принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США Л 3638221.

36-5, кл. 3401972.

2.Патеит США ЛЬ 3638222,

340-365,

к л 1972.

3.Патент Великобритании № 346128, кл. Н 3 В, 1972.

Японии

Патент

4.

44-31893, серия VI,

сб. 1-607, 1969.

5.Патент ФРГ № 1928924, кл. 21а, 36/18, 1970.

6.Патент США № 3668697, кл. 340-365, 1972.

7.Патент Великобритании № 1284127, кл. И 3 В, 1972.

8.Патент Великобритании № 1364437, кл. Н 3 X, 1971.

i-g:.,,jxj деггп .ы

(М .

. , - -rtl 1 1-.

ш

т

i-й

i x

Мг Ше-г1

2