КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО
CONTACT DEVICE

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических программных механизмах, работающих в условиях линейных, ударных и вибрационных воздействий.
Известно «Контактное устройство» (АС №2276422 С1, Н01Н 1/50, опубл. в БИ №13, 10.05.06), содержащее, по крайней мере, два контактных элемента, один из которых выполнен в виде двух упругих пластин, ограничители отброса, закрепленные на оси, размещенной с зазором в отверстиях пластин, и ограничитель внутренних относительных перемещений пластин, установленный с зазором на оси.
Функциональным недостатком этого контактного устройства является наличие оси с ограничителями отброса и ограничителя перемещения пластин, имеющих определенную массу и установленных с зазором относительно друг друга и относительно упругих пластин, что при механических воздействиях приводит к колебаниям указанных элементов и, как следствие, появлению кратковременных размыканий в местах контактирования.
Другим недостатком аналога является то, что наличие перечисленных выше элементов предполагает их дополнительную конструктивную заделку, что усложняет конструкцию и приводит к увеличению массогабаритных характеристик.
Прототипом заявляемого изобретения является «Контактное устройство» (АС №1332399, Н01Н 1/18, опубл. в БИ №31, 23.08.87), состоящее из неподвижного контакта и подвижного контакта, снабженного ребром жесткости и выполненного в виде консольно закрепленной упругой пластины с контактным элементом на свободном конце в виде криволинейного выступа, и управляющего штока. Недостатком прототипа является то, что в данном устройстве не обеспечивается надежное сохранение замкнутого состояния при воздействии вибрационных, линейных и ударных нагрузок, особенно действующих в направлении, противоположном усилию прижатия подвижного контакта с контактным элементом к неподвижному плоскому контакту.
Другим недостатком является то, что наличие ребра жесткости на подвижном контакте усложняет его конструкцию, приводит к увеличению его жесткости и, как следствие, повышает нагрузку на привод управляющего штока.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении надежности контактирования в процессе механических воздействий с уменьшенным энергопотреблением.
Для достижения указанного технического результата в контактном устройстве, содержащем управляемый контакт в виде упругой, консольно закрепленной пластины с контактным элементом, установленным с возможностью взаимодействия с неуправляемым контактом, новым является то, что неуправляемый контакт выполнен в виде двух упругих, консольно закрепленных стержней, неподвижные концы которых электрически соединены между собой, а свободные имеют возможность контактирования с контактным элементом посредством пазов, выполненных под углом друг к другу с возможностью разведения свободных концов стержней в процессе замыкания, над стержнями со стороны управляемого контакта выполнен упор, при этом угол наклона, размеры пазов, размеры стержней и упора и их форма выбраны из условия обеспечения заклинивания упругих стержней между соответствующими поверхностями упора и пазов при механических воздействиях, направленных в сторону размыкания. Выполнение и расположение контактов в соответствии с отличительными признаками позволяет обеспечить сохранение надежного контактирования при всех направлениях механических воздействий, кроме направления размыкания. А введение упора, расположенного над стержнями неуправляемого контакта со стороны управляемого, позволяет обеспечить надежность контактирования в процессе воздействий в направлении размыкания за счет заклинивания упругих стержней между соответствующими поверхностями упора и пазов. При этом выполнение управляемого контакта без дополнительного ребра жесткости позволяет уменьшить усилие управления им посредством штока и, как следствие, снизить энергопотребление.
На фиг.1 показана схема контактного устройства в разомкнутом состоянии;
на фиг.2 - схема контактного устройства в замкнутом состоянии;
на фиг.3 - вид по стрелке А, показывающий схему расположения контактных элементов и упора в разомкнутом состоянии устройства;
на фиг.4 - вид по стрелке Б, показывающий схему расположения контактных элементов и упора в замкнутом состоянии устройства;
на фиг.5 - вид по стрелке А, показывающий схему расположения контактных элементов и упора в замкнутом состоянии устройства при воздействии механических перегрузок, действующих в направлении размыкания по стрелке В.
Контактное устройство содержит:
- управляемый контакт 1 в виде упругой, консольно закрепленной пластины с контактным элементом 2 на свободном конце, имеющим два паза, выполненных под углом α друг к другу (см. фиг.1 и фиг.3);
- управляющий шток 3, взаимодействующего с управляемым контактом 1 при выполнении операций замыкания и размыкания (см. фиг.1 и фиг.2);
- неуправляемый контакт в виде двух упругих, консольно закрепленных стержней 4, например, цилиндрической формы, неподвижные концы которых электрически соединены между собой, а свободные расположены с возможностью контактирования с контактным элементом 2 посредством пазов (см. фиг.2);
- упор 5, например, цилиндрической формы, расположенный над стержнями 4 со стороны управляемого контакта 1 с обеспечением попадания упора 5 между стержнями 4 неуправляемого контакта в процессе механических воздействий в направлении размыкания (см. фиг.5).
Ширина пазов Г, выполненных в контактном элементе 2, должна быть не менее диаметра Д стержней 4, угол α наклона и высота Е пазов должны быть такими, чтобы размер Ж между внутренними крайними точками разведенных стержней 4 неуправляемого контакта был не менее размера 3 заходной части с высотой И упора 5, при этом наружные крайние точки стержней 4 (в замкнутом состоянии устройства) должны проецироваться на стороны К и Л пазов (см. фиг.3, фиг.4 и фиг.5).
Контактное устройство работает следующим образом.
В исходном разомкнутом состоянии (см. фиг.1) управляющий шток 3, находящийся в верхнем положении, упирается в упругую пластину управляемого контакта 1. При этом между контактным элементом 2 и стержнями 4 неуправляемого контакта имеется зазор, т.е. электрическая цепь разорвана.
В момент срабатывания программного устройства шток 3 перемещается вниз и освобождает управляемый контакт 1, при этом свободные концы стержней 4 неуправляемого контакта, попадая в пазы, раздвигаются и, перемещаясь в них, контактируют с контактным элементом 2 управляемого контакта 1 в соответствующих местах под действием упругих сил, одновременно самозачищаясь в зоне контактирования. При этом стержни 4 неуправляемого контакта раздвигаются в месте расположения упора 5 на расстояние, большее его размера З (см. фиг.4).
При выполнении всех конструктивных рекомендаций, приведенных выше, в момент механического воздействия, направленного в сторону размыкания, реализуется заклинивающий эффект в местах М, Н, П, Р, который препятствует дальнейшему перемещению управляемого контакта 1 относительно стержней 4 неуправляемого, тем самым обеспечивая надежное сохранение электрического контакта (см. фиг.5).
При движении штока 3 в обратном направлении (вверх) усилие на размыкание действует только на управляющий контакт 1, поэтому он не будет увлекать за собой свободные концы стержней 4 неуправляемого контакта, и они под действием своих упругих сил после выхода из пазов займут первоначальное положение.
После перемещения штоком 3 управляемого контакта 1 в исходное положение электрическая цепь разорвется.
Заявляемое контактное устройство обеспечивает при уменьшенном энергопотреблении надежное контактирование при ударных, линейных и вибрационных воздействиях.