КОМПОЗИЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНТАКТ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в электромеханических реле для устройств сигнализации, централизации и блокировки (устройств СЦБ) на железнодорожном транспорте.
Известен композиционный электрический контакт Вар. 112Д (далее - контакт Вар. 112Д). изготавливаемый по ТУ 16-538158-72 (см. 1, Дымковский Н.В., Милованова Ю.В. «Электрические контакты на железнодорожном транспорте», с. 33), применяемый в электромагнитном реле СЦБ типа РЭЛ, которое содержит электромагнитную систему и контактную систему с подвижными контактами, размыкающими контактами и замыкающими контактами, в которых применен контакт Вар. 112Д в качестве контактирующего с подвижными контактами элемента, и прикреплен к пластине замыкающего контакта. (см. 2, с. 14-16, Рис. 1).
В этом реле контакт Вар. 112Д завальцован в медную чашечку, прикрепленную к пластине замыкающего контакта.
Недостатками этого контакта являются:
1.1 малая надежность, обусловленная тем, что при завальцовке контакта Вар. 112Д возможно неплотное закрепление этого контакта в медной чашечке вплоть до выпадения этого контакта при эксплуатации, что создает угрозу безопасности, или ненадежность электрического сопротивления между контактной пластиной и контактом Вар. 112Д из-за неплотного закрепления этого контакта в медной чашечке;
1.2 большая и неустойчивая величина электрического сопротивления контакта между контактной пластиной и контактом Вар. 112Д из-за окисления материала медной чашечки при эксплуатации;
1.3 малая технологичность завальцовки контакта Вар. 112Д в медную чашечку из-за возможных повреждений или разрушений этого контакта при завальцовке из-за его большой хрупкости и больших колебаний размеров этого контакта, обусловленных технологией его производства (колебаний дозировки и плотности порошка при загрузке в пресс форму и др.).
Известен также композиционный электрический контакт Вар. 112Д, изготавливаемый по ТУ 16-538158-72, применяемый в электромагнитном реле СЦБ типа Н, которое содержит электромагнитную систему и контактную систему с подвижными контактами, размыкающими контактами и замыкающими контактами, в которых применен контакт Вар. 112Д в качестве контактирующего с подвижными контактами элемента, и прикреплен к пластине замыкающего контакта (см. 3, с. 28-31).
В этом реле контакт Вар. 112Д завальцован в медную чашечку, прикрепленную к пластине замыкающего контакта.
Этот контакт Вар. 112Д принят в качестве прототипа как наиболее более близкий к предложенному по своей технической сущности.
Недостатками противопоставленного контакта Вар. 112Д являются:
2.1 малая надежность, обусловленная тем, что при завальцовке контакта Вар. 112Д возможно неплотное закрепление этого контакта в медной чашечке вплоть до выпадения этого контакта при эксплуатации, что создает угрозу безопасности, или ненадежность электрического сопротивления между контактной пластиной и контактом Вар. 112Д из-за неплотного закрепления этого контакта в медной чашечке;
2.2 большая и неустойчивая величина электрического сопротивления контакта между контактной пластиной и контактом Вар. 112Д из-за окисления материала медной чашечки при эксплуатации;
2.3 малая технологичность завальцовки контакта Вар. 112Д в медную чашечку из-за возможных повреждений или разрушений этого контакта при завальцовке из-за его большой хрупкости и больших колебаний размеров этого контакта, обусловленных технологией его производства (колебаний дозировки и плотности порошка при загрузке в пресс форму и др.).
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является устранение перечисленных недостатков известных композиционных электрических контактов.
Решение этой задачи достигается тем, что композиционный электрический контакт содержит электропроводную крепежную деталь, одна часть которой размещена внутри объема графитовой основы этого контакта, а другая ее часть выступает над его поверхностью и предназначена для прикрепления этого контакта к контактной пластине.
Предложенный композиционный электрический контакт является новым, т.к. из уровня техники не известны композиционные электрические контакты, которые содержат электропроводную крепежную деталь, одна часть которой размещена внутри объема графитовой основы этого контакта, а другая ее часть выступает над его поверхностью и предназначена для прикрепления этого контакта к контактной пластине.
Предложенный композиционный электрический контакт является промышленно применимым, т.к. при его использовании достигается получение технического результата в виде увеличения надежности, уменьшения электрического сопротивления контакта и увеличения технологичности.
Полученные новые свойства (увеличения надежности, уменьшение электрического сопротивления контакта и увеличение технологичности) дают основание для того, чтобы сделать заключение о соответствии предлагаемого технического решения требованиям к полезной модели.
Пример варианта выполнения предлагаемого композиционного электрического контакта показан на Фиг. 1:
Предлагаемый композиционный электрический контакт (См. Фиг. 1,) содержит графитовую основу контакта 1, в виде мелкозернистого графита с металлическими добавками, распределенными во внутреннем объеме графитовой основы, электропроводную крепежную деталь 2 с одной ее частью 2.1, размещенной внутри объема этой графитовой основы, и другой его частью 2.2, выступающей над поверхностью этого контакта, причем деталь 2 состоит из медной сетки (по ГОСТ 6613-86) 2.1.1, имеющей серебряное покрытие, и медного стержня (по ГОСТ 2112-62) 2.1.2, также имеющего серебряное покрытие. Часть 2.1.2 запрессована в части 2.1.1 и закреплена в ней за счет их пластической деформации при прессовании.
Предлагаемый композиционный электрический контакт формируется методом порошковой металлургии, причем в нижнем пуансоне пресс формы выполнено углубление, форма и размеры которого соответствуют форме и размерам части 2.2, выступающей над поверхностью композиционного электрического контакта. В это углубление помещают часть 2.2 электропроводной крепежной детали 2, после чего в пресс форму засыпают мелкозернистую графитовую основу с распределенными в ее внутреннем объеме металлическими добавками, и осуществляют предусмотренный методом порошковой металлургии процесс изготовления композиционного электрического контакта.
На Фиг. 2 изображена контактная пластина 3, в которой закреплен композиционный электрический контакт 4, при этом выступающая над его поверхностью часть 2.2 электропроводной крепежной детали 2 вставлена в отверстие этой пластины 3.1, а выступающий над поверхностью пластины 3 участок 2.2.1 этой части 2.2, сжимается в горизонтальном направлении, отчего его размер в перпендикулярном направлении увеличивается и превышает величину диаметра отверстия 3.1, что обеспечивает механическое закрепление композиционного электрического контакта 4 в контактной пластине 3 и исключает возможность его выпадение из нее.
После описанного механического закрепления контакта 4 в контактной пластине 3 осуществляется их надежное электрическое соединение путем пайки оловянным припоем выступающего из контактной пластины 3 участка 2.2.1 и пластины 3. Полученный таким образом узел готов для использования в качестве замыкающего контакта реле СЦБ.
Электропроводная крепежная деталь 2. имеет серебряное покрытие, отчего электрическое сопротивление между этой деталью и графитовой основой композиционного электрического контакта и распределенными в ней металлическими добавками, имеет малую величину и оно является стабильным при эксплуатации, т.к. не подвержено действию окисления и других климатических факторов, а пайка между контактной пластиной 3 и выступающим над этой пластиной участком 2.2.1 обеспечивает малую и надежную величину электрического сопротивления между крепежной деталью 2 и контактной пластиной 3, что суммарно обеспечивает малое и стабильное электрическое сопротивление композиционного электрического контакта. При этом в аварийных случаях при протекании по контакту 4 аварийных больших токов и расплавлению от этого припоя на контактной пластине 3, выпадение контакта 4 из контактной пластины 3 исключено, т.к. контакт 4 закреплен в контактной пластине 3 механически, что является в электромагнитных реле СЦБ требованием безопасности.
Возможны другие варианты крепления медной сетки 2.1.1 к медному стержню 2.1.2, например, к его верхнему торцу, или к этому торцу можно прикрепить медную пластину с оптимальной перфорацией, или в эту пластину запрессовать этот медный стержень, возможно их выполнение из других материалов, а также выполнение детали 2 без применения сетки, а, например, путем пластической деформации участка 2.1 медного стержня 2.1.2 с последующим его расплющиванием до приемлемой толщины, рассечением или оптимальной перфорацией этого участка и др.
Из вышеизложенного следует, что в предлагаемом композиционном электрическом контакте достигнуто повышение безопасности движения поездов, т.к. в нем исключено при эксплуатации выпадение этого контакта при его неплотном закреплении в чашечке контактной пластины, а также увеличение надежности из-за уменьшения величины и увеличения стабильности электрического сопротивления замыкающих контактов в электромагнитных реле СЦБ.
Предлагаемый композиционный электрический контакт обладает существенными технологическими преимуществами по сравнению с противопоставленным контактом:
3.1 упрощена конфигурация контакта, что приводит к упрощению конструкции пресс формы;
3.2 из-за исключения завальцовки контакта в чашечку контактной пластины уменьшены требования к точности выполнения размеров этого контакта, что позволяет уменьшить требования к точности изготовления пресс формы и точности дозировки загрузки пресс формы порошком, что в свою очередь позволяет отказаться от ручной дозировки порошка в пресс форму и перейти на автоматическую дозировку.
3.3 из-за исключения завальцовки контакта в чашечку контактной пластины исключено повреждение и разрушение контактов при этой операции:
3.4 уменьшен расход графитовой основы и ее металлических добавок из-за уменьшения объема предлагаемого контакта.
Экономический эффект предлагаемого композиционного электрического контакта можно характеризовать следующими показателями:
- экономией при эксплуатации, связанной с уменьшением задержек поездов, обусловленных отказами систем СЦБ из-за ненадежности замыкающих контактов электромагнитных реле СЦБ;
- экономией при эксплуатации, связанной с повышением безопасности, обусловленной исключением отказов систем СЦБ из-за выпадения контакта при его неплотной завальцовке из чашечки контактной пластины в электромагнитных реле СЦБ;
- экономией от повышения технологичности, указанной пп. 3.1, 3.2, 3.3, 3.4.
Литература:
1 Журнал Электротехника, 1965 г. №10
2 Журнал «Автоматика, телемеханика и связь» №7, 1983 г., Москва,
3 Журнал «Автоматика, связь, информатика» №9, 2002 г., Москва.