АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

Выключатель аккумуляторной батареи относится к области электрооборудования автомобиля и предназначен для отключения минусовой клеммы аккумуляторной батареи от бортовой сети автомобиля.
Известен дистанционный выключатель аккумуляторной батареи (выключатель) по свидетельству на полезную модель РФ №1571 (опубликован в БИ №1-1996 г.).
Известен выключатель аккумуляторной батареи по патенту на полезную модель РФ №39221 (опубликован в БИ №20-2004 г.) - прототип, содержащий электромагнит, контактную систему, механизм фиксации подвижных контактов. Контактная система состоит из двух подвижных подпружиненных контактов скользящего типа криволинейной формы, обеспечивающей проскальзывание их относительно неподвижных контактов и самозачищение системы, траверсы, двух возвратных пружин траверсы. Механизм фиксации подвижных контактов состоит из толкателя, планки толкателя, рычага, пружины рычага и защелки, собранных на основании. Выключатель расположен таким образом, что его продольная ось параллельна продольной оси транспортного средства, а вектор движения якоря при воздействии магнитного поля электромагнита или приложенного усилия направлен вдоль вектора скорости движения транспортного средства, при этом якорь и его возвратная пружина в совокупности представляют инерционный элемент механического акселерометра, взаимодействующий с механизмом фиксации подвижных контактов.
Недостатком автомагического выключателя является ограниченная зона его действия, в пределах угла 120° в передней полусфере относительно продольной оси транспортного средства.
Задачей полезной модели является расширение зоны автоматического отключения аккумуляторной батареи от "массы" транспортного средства при возникновении предельных перегрузок с любого направления.
Поставленная задача решается тем, что автоматический выключатель аккумуляторной батареи, содержащий якорь с конической поверхностью, возвратную пружину, контактную систему, состоящую из неподвижных контактов и механизма подвижных контактов, механизма фиксации подвижных контактов, снабжен подвижной шайбой со степенью свободы в плоскости перпендикулярной оси якоря, имеющего коническую поверхность, взаимодействующую с подвижной шайбой, а диаметр отверстия подвижной шайбы меньше диаметра основания конуса якоря, при этом подвижная шайба, якорь и его возвратная пружина в совокупности представляют инерционный элемент механического акселерометра, взаимодействующего с механизмом фиксации подвижных контактов выключателя.
Применение подвижной шайбы, имеющей степень свободы в плоскости перпендикулярной оси якоря, имеющего коническую поверхность, взаимодействующую с подвижной шайбой, а диаметр отверстия подвижной шайбы меньше диаметра основания конуса, при этом подвижная шайба, якорь и его возвратная пружина в совокупности представляет инерционный элемент механического акселерометра, позволяет преобразовывать движение, совершаемое подвижной шайбой в плоскости перпендикулярной продольной оси якоря при возникновении перегрузок в поступательное движение якоря, воздействующее на механизм фиксации подвижных контактов и, как следствие, отключать минусовую клемму аккумуляторной батареи от "массы" транспортного средства при возникновении предельных перегрузок с любого (т.е. в пределах 360°) направления.
При возникновении аварийной ситуации (при наезде на препятствие или наезде другого транспортного средства на скорости 60 км/час и более) происходит автоматическое отключение минусовой клеммы аккумуляторной батареи, что исключает замыкание и возгорание электропроводки при нарушении ей изоляции
при деформации элементов конструкции кузова, что позволяет повысить безопасность эксплуатации и сохранность транспортного средства.
На фиг.1 изображен общий вид выключателя.
На фиг.2 изображена схема взаимодействия механизмов выключателя на различных этапах работы.
Выключатель (фиг.1) содержит якорь 1 с конической поверхностью 2 и возвратную пружину 3, контактную систему, состоящую из неподвижных контактов 4 и механизма 5 подвижных контактов 6, механизм 7 фиксации подвижных контактов 6, подвижную шайбу 8 с отверстием 9, кнопку 10 якоря 1 и защитный резиновый колпачок 11.
Подвижная шайба 8, якорь 1 и его возвратная пружина 3 в совокупности представляют инерционный элемент механического акселерометра.
Выключатель работает следующим образом.
Выключатель имеет два устойчивых состояния: «выключен» и «включен».
Основным рабочим состоянием является - «включен». Якорь 1 (поз. А фиг.2) под воздействием возвратной пружины 3 находится в верхнем положении (относительно поля чертежа). При этом механизм 5 с подвижными контактами 6 замыкает неподвижные контакты 4, которые удерживаются в таком положении механизмом фиксации 7.
Аккумуляторная батарея подсоединена к бортовой сети транспортного средства. В таком положении выключатель может находиться до момента возникновения предельных перегрузок.
И
В
При возникновении предельных перегрузок подвижная шайба 8 (поз. Б фиг.2) под воздействием силы инерции Р, направленной в противоположную сторону воздействующей силе Р, перемещается вправо (относительно поля чертежа) и, действуя кромкой отверстия 9 подвижной шайбы 8 на коническую поверхность 2 якоря 1, перемещает его вниз (относительно поля чертежа) до соприкосновения с механизмом фиксации 7, который разблокирует механизм 5
подвижных контактов 6.
При этом подвижные контакты 6 под воздействием возвратных пружин (на чертеже не показаны) механизма 5 подвижных контактов 6 перемещаются вверх (относительно поля чертежа) и размыкают неподвижные контакты 4.
Аккумуляторная батарея отключается от бортовой сети, т.е. происходит автоматическое отключение минусовой клеммы аккумуляторной батареи от «массы» транспортного средства при возникновении аварийной ситуации.
Расчет величины массы подвижной шайбы (инерционного элемента механического акселерометра) производится по формуле:
, где: [m] - масса подвижной шайбы, (кг)
[F] - сила, необходимая для снятия фиксации с механизма подвижного контакта, (Н)
[S] - путь, проходимый транспортным средством при столкновении с препятствием (до V=0),(м).
[V] - минимальная скорость движения транспортного средства в момент встречи с препятствием, (м/с).
Предлагаемый автоматический выключатель может быть использован как выключатель аккумуляторной батареи, включаемый и выключаемый от руки.
В этом случае, для включения (фиг.2) необходимо нажать на кнопку 10 якоря 1, через защитный резиновый чехол 11. При этом под воздействием приложенного усилия P якорь 1 перемещается вниз, воздействуя на механизм 5 подвижных контактов 6, которые замыкают неподвижные контакты 4 и механизмом
вижных контактов 6, которые замыкают неподвижные контакты 4 и механизмом фиксации 7 удерживаются в замкнутом положении. Аккумуляторная батарея подключается к сети транспортного средства.
Для выключения - необходимо, так же нажать на кнопку 10 якоря 1, который двигается вниз, воздействуя на механизм фиксации 7, который разблокирует механизм 5 подвижных контактов 6.
После снятия усилия P с кнопки 10 подвижные контакты 6 под воздействием возвратных пружин (на чертеже не показаны) механизма 5 размыкают неподвижные контакты 4. Аккумуляторная батарея отключается.