ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПУТЕВОЙ МГНОВЕННОГО ДЕЙСТВИЯ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к выключателям с органом управления, предназначенным для коммутации электрических цепей управления под воздействием перемещающихся рабочих элементов, в частности к выключателям и переключателям путевым, используемым в автоматике лифтового и производственного оборудования.
Уровень техники
Известен путевой выключатель мгновенного действия с постоянным контрактным давлением, содержащий два подпружиненных мостовых контакта, помещенных в окне пластмассовой траверсы, совершающей при переключении поступательное движение вдоль направляющей и снабженной по концам выступами для фиксации крайних положений при помощи подпружиненных защелок, в котором траверса снабжена дополнительным окном, в котором помещена переключающая пружина, взводимая при перемещении приводного элемента до положения, обеспечивающего расцепление защелок, и осуществляющая переброс траверсы в крайние положения (см. а.с. №152681, опубл. 16.12.1966 [1]).
Недостатком известного путевого выключателя [1] является его ненадежность и недолговечность, обусловленные наличием большого количества поступательных пар.
Известен также переключатель путевой мгновенного действия, содержащий управляемый рычаг с роликом и поводком, установленный на оси, несущей две пружины кручения, одна из которых своими концами охватывает с натягом поводок и стойку, а другая - поводок и кулису, со звеном поступательной пары которой неподвижно соединен с кулачок, подпружиненным в направлении коромысла, несущего ролик и подпружиненные подвижные электрические контакты (см. А.Ф. Крайнев «Словарь-справочник по механизмам. - 2-е изд., перераб. и доп.М.: Машиностроение, 1987, с. 278-279, статья «ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ПУТЕВОЙ» [2]).
Путевой переключатель [2] представлен в виде схемы механизма. Обычно путевые выключатели и переключатели имеют корпус, в котором размещен механизм или его часть, защищающий механизм и электрические контакты от вредного внешнего воздействия (пыль, грязь, влага, смазка и т.п.) При размещении данного механизма в корпусе его длина, обусловлена длиной самого механизма, который имеет значительную длину в связи с тем, что ось вращения коромысла удалена от оси вращения рычага. Поэтому он имеет значительную длину и материалоемкость корпуса. Кроме того, устройство [2] не может быть налажено для работы в качестве выключателя путевого.
Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является выключатель путевой мгновенного действия, содержащий управляемый рычаг, закрепленный на оси, установленной в корпусе, разделенном на два отсека, в одном из которых расположен контактный блок с неподвижными электрическими контактами и контактным рычагом, несущим подпружиненные подвижные электрические контакты, а в другом - закрепленная на оси рычага подпружиненная кулиса с поступательной парой, подвижное звено которой подпружинено в направлении, противоположном оси, и несет кулачок, выполненный с плоскими наклонными поверхностями, взаимодействующий с кулачком, имеющим такой же профиль с двумя плоскими наклонными поверхностями, закрепленным на оси, несущей контактный рычаг (см. а.с. №1799485, опубл. 28.02.1993 [3]).
Известное устройство [3], выбранное в качестве прототипа, работает как выключатель путевой, если рычаг подпружинен в одном или другом направлении, и как переключатель путевой, если указанная пружина отсутствует.
Недостатком известного устройства [3] является наличие достаточно жесткой съемной пружины сжатия, прижимающей кулису к стенке корпуса, которая подлежит съему или переустановке при наладке устройства на определенный режим, что не очень удобно, т.к. пружина во время съема резко разжимается и, как правило, далеко отлетает.
Раскрытие полезной модели
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в расширении арсенала технических средств, предназначенных для использования в качестве выключателя и переключателя путевого мгновенного действия.
Указанная задача решается тем, что выключатель путевой мгновенного действия содержит управляемый рычаг, закрепленный на оси, установленной в корпусе, разделенном на два отсека, в одном из которых расположен контактный блок с неподвижными электрическими контактами и контактным рычагом, несущим подпружиненные подвижные электрические контакты, а в другом -закрепленная на оси рычага кулиса с поступательной парой, подвижное звено которой подпружинено в направлении, противоположном оси управляемого рычага, и несет кулачок, взаимодействующий с кулачком, закрепленным на оси, несущей контактный рычаг, при этом один из кулачков имеет профиль с двумя наклонными поверхностями, кроме того, выключатель путевой снабжен двумя пружинами кручения, установленными с зазором на оси рычага, и двумя поводками, один из которых зафиксирован относительно оси рычага, а другой свободно установлен на оси рычага с возможностью ограниченного поворота и фиксации относительно корпуса, при этом одна пружина кручения своими концами охватывает с натягом конец поводка, установленного свободно на оси рычага с возможностью ограниченного поворота и фиксации относительно корпуса, а поводок, зафиксированный относительно оси рычага, размещен между расположенными с натягом концами обеих пружин.
Общими с прототипом [3] существенными признаками являются: выключатель путевой мгновенного действия, содержащий управляемый рычаг, закрепленный на оси, установленной в корпусе, разделенном на два отсека, в одном из которых расположен контактный блок с неподвижными электрическими контактами и контактным рычагом, несущим подпружиненные подвижные электрические контакты, а в другом - закрепленная на оси рычага кулиса с поступательной парой, подвижное звено которой подпружинено в направлении, противоположном оси, и несет кулачок, взаимодействующий с кулачком, закрепленным на оси, несущей контактный рычаг, при этом один из кулачков имеет профиль с двумя наклонными плоскими поверхностями.
Отличительными существенными признаками выключателя путевого мгновенного действия, не известными из прототипа [3], является снабжение его двумя пружинами кручения, установленными с зазором на оси рычага, и двумя поводками, один из которых зафиксирован относительно оси рычага, а другой свободно установлен на оси рычага с возможностью ограниченного поворота и фиксации относительно корпуса, при этом одна пружина кручения своими концами охватывает с натягом конец поводка, свободно установленного на оси рычага с возможностью ограниченного поворота и фиксации относительно корпуса, а поводок, зафиксированный относительно оси рычага, размещен между расположенными с натягом концами обеих пружин.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена конструкция выключателя путевого мгновенного действия - вид сверху со снятыми верхними крышкой и уплотнительной прокладкой.
На фиг. 2 представлена конструкция выключателя путевого мгновенного действия - вид сверху со снятыми рычагом, верхними крышкой и уплотнительной прокладкой.
На фиг. 3 представлена конструкция выключателя путевого мгновенного действия - вид снизу со снятыми рычагом, осью рычага, кулисой с поступательной парой с кулачком, одной пружиной кручения, поводком, зафиксированном на оси рычага, нижними крышкой и уплотнительной прокладкой.
На фиг. 4 представлена конструкция выключателя путевого мгновенного действия - вид снизу со снятыми рычагом, нижними крышкой и уплотнительной прокладкой.
На фиг. 5 представлен разрез А-А фиг. 4
Осуществление полезной модели
Полезная модель может быть осуществлена в следующем конструктивном исполнении.
Выключатель путевой мгновенного действия содержит корпус 1 с двумя отсеками - верхним (фиг. 1, 2) и нижним (фиг. 3, 4), разделенными ступенчатой перегородкой. В углубленной части верхнего отсека с помощью винта 2 закреплен корпус 3 контактного блока, в котором установлены неподвижные электрические контакты 4, контакт 5 на заземление и контактный рычаг 6, несущий подпружиненные подвижные электрические контакты 7 (мостиковые контакты). В менее глубокой части верхнего отсека выполнен дугообразный паз 8 под стопорный винт 9. На фиг. 1. видны также отверстия 10 под винты, предназначенные для крепления на корпусе 1 верхней крышки с установленной между ней и корпусом 1 сплошной прокладкой из упругоэластичного материала, и дополнительный контакт 11 на заземление, расположенный снаружи корпуса 1. Между корпусом 1 и нижней крышкой также расположена сплошная прокладка из упругоэластичного материала.
На оси 12 закреплен управляемый рычаг 13 с роликом 14, установленный с возможностью регулировки его углового положения относительно оси 12. Крепление управляемого рычага 13 к оси 12 осуществлено посредством гайки 15, плоской шайбы 16 и стопорной шайбы. Соответственного на оси 12 выполнен цилиндрический участок под отверстие управляемого рычага 13, резьбовой участок под гайку 15 и торец 17, к которому прижимается управляемый рычаг 13 при завинчивании гайки 15.
Для обеспечения возможности регулировки углового положения управляемого рычага 13 относительно оси 12 на торце 17 оси 12 выполнены радиально расположенные рифления. Ответные рифления выполнены с двух сторон управляемого рычага 13. Управляемый рычаг 13 в плоскости, проходящей через геометрические оси ролика 14 и оси 12, имеет зигзагообразный профиль. Ролик закреплен на рычаге с возможностью вращения. Ось 12 установлена в отверстии 18 корпуса 1 с возможностью вращения и зафиксирована в осевом направлении пружинной скобообразной шайбой, установленной в кольцевой канавке оси 12. В другой кольцевой канавке оси 12, расположенной в отверстии корпуса 1, установлен сальник в виде кольца из упругоэластичного материала.
В углубленной нижней части отсека корпуса 1 коаксиально отверстию 18 (фиг. 3) на корпусе выполнена бобышка 19 цилиндрической формы, на которую надет поводок 20, выполненный в виде пластины с отверстием под бобышку 19 с отогнутым под прямым углом концом 21 и резьбовым отверстием 22 под стопорный винт 9, и пружина кручения, концы 23 которой заведены с натягом за отогнутый конец 21 поводка 20.
Для надежного резьбового соединения отверстие под резьбу выполняют меньшим, чем необходимо, диаметром и путем внутренней отбортовки образуют окруженное кольцевым бортом отверстие большего диаметра, в котором уже нарезают резьбу под винт 9.
Пружина кручения может быть установлена в разъемной катушке 24, выполненной из полимерного материала, состоящей из двух одинаковых частей с плоскостью разъема, проходящей перпендикулярно оси катушки 24, внутренний диаметр которой соответствует наружному диаметру бобышки 19.
Кулиса 25 выполнена в виде дважды изогнутой под прямым углом пластины. При этом параллельные части пластины имеют одинаковую форму в плане с отверстием, в котором установлен полый ступенчатый цилиндр, выполненный из полимерного материала, высота ступени большего диаметра, расположенного в середине цилиндра, равна расстоянию между параллельными частями пластины, а высота ступеней с меньшим диаметром, расположенных со стороны оснований цилиндра, равна толщине пластины, при этом малый диаметр соответствует диметру отверстия кулисы, а диаметр полости цилиндра соответствует диаметру оси 12 управляемого рычага 13.
Поводок 26 закреплен на оси 12 следующим образом. В поводке 26 выполнены три отверстия 27 с фасками. Пластической деформации участков оси 12, расположенных в непосредственной близости с отверстиями 27, металл этих участков оси 12 частично заполняет отверстия 27 и фаски, после чего поводок 26 оказывается надежно закрепленным на оси 12 и прижатым к кулисе 25.
Между пластинами кулисы 25 вокруг на полом цилиндре установлена пружина кручения, концы 28 которой с натягом заведены за боковые поверхности хвостовой части 29 направляющей 30 для кулачка 31, образующего с направляющей 30 поступательную пару. Между кулачком 31 и направляющей 30 установлена пружина сжатия 32 (фиг. 5).
Поводок 26 имеет отогнутый под прямым углом конец 32, проходящий между концами пружин 28 и 23.
На оси 33, установленной в отверстии бобышки 34 корпуса 1 с возможностью вращения, закреплен неподвижно контактный рычаг 6 и кулачок 35, соединенный с ней посредством двух штырей 36, вставленных в поперечные отверстия оси 33, расположенные на расстоянии друг от друга вдоль оси 33.
Корпус 3 контактного блока выполнен из электроизоляционного материала. Неподвижные электрические контакты 4 выполнены, выполненные в виде токопроводящих пластин с отогнутой под прямым углом частью, предназначенной для крепления в корпусе 3 контактного блока и присоединения электрических проводов, отогнутой под острым углом и зафиксированной в пазах корпуса 3 частью, несущей электрические контактные элементы, также установлены на двух уровнях. На фиг. 1 и 2 (вид сверху) винты 37 относятся к нижним неподвижным электрическим контактам 4, а винты 38 относятся к верхним неподвижным электрическим контактам 4.
Подвижные электрические контакты 7, попарно закрепленные на токопроводящих пластинах, установленных в прямоугольных отверстиях 39 контактного рычага 6, выполненного из электроизоляционного материала, также расположены на двух уровнях. Токопроводящие пластины подпружинены с помощью контактных пружин 40 и имеют боковые выступы, препятствующие их выпадению их отверстий. Контактные пружины 40 установлены между токопроводящими пластинами и вкладышами 41, на которых выполнены цилиндрические выступы под внутренний диаметр контактных пружин 40, предназначенные для удержания контактных пружин 40 от поперечного смещения.
Направляющая 30 и кулачок 31, выполненный за одно целое с подвижным звеном 42 поступательной пары кулисы 25, выполнены в виде деталей коробчатой формы (фиг. 5), во внутренних полостях которых расположена пружина сжатия 32.
На нижней части корпуса выполнены резьбовые отверстия 43 под винты крепления нижней крышки и отверстия 44 для крепления корпуса 1 на рабочее место.
В корпусе 1 также выполнено резьбовое отверстие 45 под герметичный кабельный ввод с сальником, в котором установлена съемная заглушка 46. Один из кулачков 31 или 35 может быть выполнен в виде установленного с возможностью вращения ролика. В крайних положениях контактный рычаг 6 опирается на выступы 47 корпуса 3 контактного блока. На оси 12 со стороны рычага 13 вплотную к поверхности корпуса 1 выполнена кольцевая канавка, в которую установлена шайба упорная быстросъемная по ГОСТ 11678-75, препятствующая смещению оси 12.
Выключатель путевой мгновенного действия закрепляется на элементе конструкции внешнего устройства.
В режиме выключателя путевого поводок 20 зафиксирован относительно корпуса 1 в одном из крайних положений посредством стопорного винта 9. В исходном положении (фиг. 1) левые подвижные 7 и неподвижные 4 электрические контакты находятся в замкнутом положении, контактный рычаг 6 на фиг. 1 и 2 находится в крайнем левом положении с упором в выступ 47 корпуса 3 контактного блока, кулиса 25 находится в крайнем левом положении на фиг. 4 (вид снизу) с упором в стенку корпуса 1. При воздействии на управляемый рычаг 13 управляющим элементом внешнего устройства, он поворачивается (фиг. 1) по часовой стрелке. Вместе с ним поворачивается кулиса 25 и поводок 26, преодолевая сопротивление конца 23 пружины кручения, второй конец которой удерживается отогнутым концом 21 поводка 20, при этом кулачок 31, перемещаясь вместе с кулисой 25 и упираясь в наклонную поверхность кулачка 31, преодолевая сопротивление пружины сжатия 32, перемещается в направляющей 30 в направлении оси 12 управляемого рычага 13 до неустойчивого положения, при котором кулачки входят в контакт друг с другом своими вершинами. После этого под действием пружины сжатия кулачок 31, при контакте с противоположной наклонной поверхностью кулачка 35, перемещаясь относительно направляющей 30 кулисы 25 в сторону кулачка 35, резко поворачивает его вместе с осью 33 контактного рычага 6 против часовой стрелки из положения, представленного на фиг. 4. При этом вместе с осью 33 поворачивается контактный рычаг 6 до упора в противоположный выступ 47 корпуса 3 контактного блока. В результате происходит размыкание парных подвижных 7 и неподвижных 4 электрических контактов, расположенных слева на фиг. 1 и 2, и замыкание парных подвижных 7 и неподвижных 4 электрических контактов, расположенных справа на фиг. 1 и 2.
В режиме выключателя путевого освобождают поводок 20 стопорным винтом 9 и поворачивают управляемый рычаг 13 по часовой стрелке до упора. При этом вместе с рычагом 13 перемещаются поводки 20 и 26, пружины кручения и кулиса 25 в другое крайнее положение, при котором контактный рычаг 6 окажется в противоположной стороне. После этого фиксируют поводок 20 относительно корпуса 1 стопорным винтом 9.
В результате этого в исходном положении замкнутыми окажутся подвижные 7 и неподвижные 4 электрические контакты с правой стороны (фиг. 1 и 2).
При воздействии на управляемый рычаг 13 управляющим элементом внешнего устройства он поворачивается (фиг. 1) против часовой стрелки. Вместе с ним поворачиваются кулиса 25 и поводок 26, преодолевая сопротивление конца 23 пружины кручения, второй конец которой удерживается отогнутым концом 21 поводка 20, при этом кулачок 31, перемещаясь вместе с кулисой 25, упираясь в наклонную поверхность кулачка 35 и преодолевая сопротивление пружины сжатия 32, перемещается в направляющей 30 в направлении оси 12 управляемого рычага 13 до неустойчивого положения, при котором кулачки 31 и 35 входят в контакт друг с другом своими вершинами. После перехода неустойчивого положения под действием пружины сжатия кулачок 31, входя в контакт с противоположной наклонной поверхностью кулачка 35, перемещаясь относительно направляющей 30 кулисы 25 в сторону кулачка 35, резко поворачивает его вместе с осью 33 контактного рычага по часовой стрелке в положение, представленное на фиг. 4. При этом вместе с осью 33 поворачивается контактный рычаг 6 до упора в противоположный выступ 47 корпуса 3 контактного блока. В результате происходит размыкание подвижных 7 и неподвижных 4 электрических контактов, расположенных справа на фиг. 1 и 2, и замыкание подвижных 7 и неподвижных 4 электрических контактов, расположенных слева на фиг. 1 и 2.
После снятия управляющего усилия с управляемого рычага 13 механизм перемещения контактного рычага 6 возвращается в исходное положение также с мгновенным размыканием одной пары подвижных электрических контактов 7 с парой неподвижных электрических контактов 4 и мгновенным замыканием другой пары подвижных электрических контактов 7 с другой парой неподвижных электрических контактов 4.
Для перехода в режим переключателя необходимо освободить поводок 20 стопорным винтом 9. Управляемый рычаг 13 не сможет возвратиться в исходное положение после снятия с него управляющего усилия. Для перевода управляемого рычага 13 в исходное положение понадобится надавить на него управляющим элементом в противоположную сторону.
Управляемый рычаг 13 имеет возможность переустановки таким образом, чтобы изменить положение ролика 14 вдоль оси 12.