Коммутационное устройство
SWITCHING DEVICE

Данное изобретение относится к области электротехники и предназначено для коммутации электрических цепей сигнализации, питания и управления при изменении положения приводного элемента микропереключателя.
Известны и широко применяются разнообразные конструкции коммутационных устройств для переключения, замыкания и размыкания электрических цепей с использованием микропереключателей.
Известно коммутационное устройство по патенту RU 2312419 от 10.11.2007 г., содержащее кулачок, микропереключатель с приводным элементом и два рычага. Рычаги одним концом шарнирно закреплены на корпусе микропереключателя. Первый рычаг с внешней стороны снабжен роликом, взаимодействующим с кулачком, а второй рычаг расположен между первым рычагом и приводным элементом микропереключателя и имеет возможность взаимодействия с приводным элементом микропереключателя. Данное устройство обеспечивает повышенную точность срабатывания приводного элемента микропереключателя.
Вместе с тем аналог имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что значительный габаритный размер коммутационного устройства затрудняет его использование в условиях плотной компоновки устройств, например, в приборном отсеке летательного аппарата.
Кроме того, большое количество деталей приводит к сложности конструкции.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является коммутационное устройство по патенту RU 2524697 от 10.08.2014.
Коммутационное устройство содержит микропереключатель с приводными элементами и рычаг, один конец которого шарнирно закреплен на корпусе микропереключателя, а другой снабжен роликом, взаимодействующим с контактной поверхностью. В центральной части рычага установлен винт, расположенный с возможностью воздействия на приводной элемент микропереключателя, в процессе перемещения рычага от исходного положения до конечного. Между рычагом и корпусом микропереключателя установлена пружина.
Недостатком наиболее близкого аналога является нерациональное использование рычага для воздействия на приводной элемент только одного переключателя, что ограничивает число переключаемых, размыкаемых и замыкаемых цепей, исключает их дублирование и троирование и сужает функциональные возможности устройства.
Также к недостаткам аналога относится расположение плоской возвратной пружины на оси вращения рычага, что снижает ее демпфирующее свойство и уменьшает надежность эксплуатации устройства в условиях воздействия вибрационных и ударных нагрузок.
Общими признаками прототипа с предлагаемым авторами коммутационным устройством является наличие микропереключателя с приводными элементами и рычага, один конец которого шарнирно закреплен на корпусе коммутационного устройства, а другой взаимодействует с контактной поверхностью. В центральной части рычага крепится контактный узел. Рычаг перемещается под воздействием пружины.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание простого и надежного коммутационного устройства, служащего для коммутации значительного числа электрических цепей, которая осуществляется при одновременном воздействии контактного узла на приводные элементы микропереключателей в процессе перемещения рычага от исходного положения до конечного.
Такая техническая задача достигается за счет того, что коммутационное устройство содержит корпус, механизм переключения с приводными элементами, выполненный в виде не менее двух микропереключателей, неподвижно закрепленных внутри корпуса коммутационного устройства, а также рычаг, один конец которого шарнирно закреплен на корпусе коммутационного устройства, а другой взаимодействует с контактной поверхностью, и контактный узел с пружиной, воздействующий на приводные элементы микропереключателей в процессе перемещения рычага от исходного положения до конечного. Рычаг для взаимодействия с контактной поверхностью содержит упор со сферической поверхностью, при этом контактный узел выполнен с возможностью обеспечения синхронного перемещения приводных элементов микропереключателей на величину прямого рабочего хода до переключения контактов в процессе перемещения рычага и выполнен в виде платы, с установленными на ней регулировочными болтами или платы с установленными регулировочными болтами на стойках, причем в центральной части платы установлен шток с цилиндрической пружиной сжатия, который шарнирно соединен с рычагом.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание конструктивно и технологически простого коммутационного устройства, предназначенного для воздействия контактного узла, закрепленного на рычаге, в процессе перемещения рычага от исходного положения до конечного, одновременно на приводные элементы нескольких, например 12-и микропереключателей, что позволяет значительно нарастить количество коммутируемых цепей с целью их дублирования и введения дополнительных сигнальных цепей.
Кроме того, расположение цилиндрической пружины сжатия в центральной части рычага служит для защиты от вибраций в заданных диапазонах частот и ударных воздействий, что в свою очередь предотвращает самопроизвольное перемещение рычага.
Такая конструкция коммутационного устройства позволяет значительно, увеличить число коммутируемых цепей с целью их дублирования и введения новых сигнальных цепей, расширяя при этом функциональные возможности устройства и увеличивая его надежность.
Кроме того, рассматриваемая конструкция позволяет эффективно эксплуатировать устройство в условиях вибрационных и ударных нагрузок, предотвращая самопроизвольное перемещение рычага.
Сущность предлагаемого изобретения проиллюстрирована на чертеже, где введены следующие обозначения:
1 - корпус;
2 - микропереключатель;
3 - винт;
4 - рычаг;
5 - упор;
6 - контактный узел;
7 - шток;
8 - плата;
9 - стойка;
10 - регулировочные болты;
11 - цилиндрическая пружина сжатия.
Коммутационное устройство содержит корпус (1), микропереключатели с приводными элементами (2), жестко закрепленные на корпусе с помощью винтов (3), например, 4 группы по 3 микропереключателя, и рычаг (4), один конец которого шарнирно закреплен на корпусе коммутационного устройства, с возможностью перемещения из исходного положения до конечного. На другом конце рычага установлен упор (5) со сферической поверхностью, взаимодействующий с контактной поверхностью. Контактный узел (6) выполнен с возможностью обеспечения синхронного перемещения приводных элементов микропереключателей на величину прямого рабочего хода до переключения контактов в процессе перемещения рычага, а именно состоит из штока (7), который соединен с центральной частью рычага с закрепленной на его конце платой (8) с разновысокими стойками (9), обеспечивающими срабатывание приводных элементов микропереключателей при перемещении рычага. Точность рабочего хода приводных элементов (до момента переключения контактов) обеспечивается вращением регулировочных болтов (10).
На шток установлена цилиндрическая пружина сжатия (11), обеспечивающая перемещение рычага от исходного положения к конечному, при выходе упора за пределы контактной поверхности. Усилие пружины рассчитано таким образом, чтобы предотвратить самопроизвольное перемещение рычага при воздействии вибрационных и ударных нагрузок.
Наибольший эффект достигается при использовании данного коммутационного устройства, например, для регистрации выхода изделия из пускового устройства. При этом коммутационное устройство крепится на внешней части изделия, на уровне его передней кромки, таким образом, что упор (5) рычага (4), поджимаясь к внутренней контактной поверхности пускового устройства, находится в исходном положении. При выходе изделия из пускового устройства, упор (5) рычага (4) выходит за пределы контактной поверхности и рычаг под воздействием цилиндрической пружины сжатия (11) переходит в конечное положение с одновременным воздействием на приводные элементы микропереключателей (2) и, как следствие, переключением их контактов, сигнализирующих о выходе изделия из пускового устройства.
Выполнение коммутационного устройства в соответствии с предлагаемым изобретением позволило значительно расширить его функциональные возможности за счет увеличения коммутируемых электрических цепей и повысить надежность за счет их дублирования и троирования.
Отмечена эффективная и надежная защита коммутационного устройства от воздействия вибрационных нагрузок в диапазоне от 20 до 2000 Гц и от ударных нагрузок до 100 g.
Работоспособность конструкции коммутационного устройства, выполненной в соответствии с предлагаемым изобретением, подтверждена летно-конструкторскими испытаниями.