АВТОПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ
AUTOMATIC CIRCUIT BREAKER

Изобретение относится к автопереключателям, работающим в составе механизмов стрелочных электроприводов железнодорожной автоматики и телемеханики.
Известны автопереключатели стрелочного электропривода СП-6 и его модификации СП-6К, СП-6М, в которых переключение электрической цепи основано на принципе включение контактных ножей подвижной колодки между вертикально расположенными контактными пружинами неподвижных колодок (Резников Ю.М. Электроприводы железнодорожной автоматики и телемеханики. - М.: Транспорт, 1985, с.69-74). В такой конструкции контактных колодок контактные ножи расположены симметрично относительно контактных пружин и перпендикулярно своим основаниям. Врубание ножей между контактными пружинами обеспечивается на глубину не менее 9 мм. Контактные пружины каждой пары контактов при врубании ножей отжимаются на одинаковую относительно ножей величину. При этом отжим распорной пружины составляет 0,7-1,0 мм. Удары ножей о контактные колодки не допускаются. Расстояние между контактным ножом и изолирующей колодкой при крайних положениях ножа (3±1,5) мм. Минимальное расстояние между контактными пружинами одной пары для контрольных и рабочих контактов составляет соответственно при вырубленном ноже 5,7 и 11,6 мм; максимальное расстояние - 6,4 и 12,5 мм. Пружина автопереключателя обеспечивает его срабатывание. Однако контактные колодки автопереключателя стрелочного электропривода СП-6 (РФ) в отличие от заявляемого имеют конструктивные и технологические недостатки, а именно:
1. Неравномерный износ неподвижных пружин контактов и поверхности ножей по площади, что объясняется тем, что их контакт при включении происходит практически по точке из-за специфики геометрии пружины контактов и врубного ножа во время его движения по радиусу.
2. Излом подвижных коммутационных колодок по причине недостаточной прочности пресс-материала, поскольку масса врезных ножей достаточно велика (материал - латунь, вес малого ножа - 37 г, большого ножа - 70 г), при работе возникшие инерционные силы в момент включения разрушают пластмассовый корпус колодки либо разрывают тело ножа.
3. Излом пружинных контактов неподвижной коммутационной колодки вследствие их конструктивной особенности: изгиб полосы контакта под углом 90 градусов при радиусе изгиба 0,5 мм и толщине ленты 0,7 мм и наличие резкого перехода под углом 90 градусов в месте изгиба ширины полосы 12 мм на 2-4 мм.
Известно техническое решение, направленное на совершенствование конструкции контактных колодок автопереключателя стрелочного электропривода, что позволяет частично устранять конструктивные и технологические недостатки контактных колодок автопереключателя стрелочного электропривода в серийном производстве, а в процессе эксплуатации значительно упростить осмотр и обслуживание контактной группы стрелочного электропривода (Патент РФ на изобретение № 2353536). Сущность изобретения состоит в том, что использованы съемные навесные каплевидные подпружиненные пластины, а также подвижные колодки на периферии по длине снабжены пластинами, взаимодействующими с каплевидными подпружиненными контактами. Врубной контакт заменен на «плавающий» путем применения взамен закладных врубных ножей (запрессовываемый) П-образного контакта с механическим креплением на корпусе колодки.
Недостатком данного технического решения является его низкая вибрационная стойкость. Известно, что стрелочный привод СП-6 установлен консольно относительно железнодорожного пути. Такая установка привода усиливает вибрационные нагрузки, которые испытывают все системы привода при движении поезда. Использование в качестве контактов пластинчатых материалов и контактов в виде навесных пластин может привести к появлению резонансных колебаний пластины, и, как следствие, возможны прерываниям контакта. Второй существенный недостаток, который присущ всем конструкциям автопереключателей, установленных на СП-6, и который не устранен в данном техническом решении, это низкая позиционная точность сборки контактных групп. Низкая позиционная точность обусловлена конструктивными особенностями автопереключателя, которая заключается в том, что каждый блок контактной группы имеет свою поверхность базирования. Каждый блок имеет свои допуски на размеры при изготовлении, поэтому при сборке очень тяжело выставить контактные группы как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, чтобы обеспечить устойчивую работу автопереключателя. Неточность сборки является причиной неустойчивой работы автопереключателя и его быстрого износа.
Известно техническое решение автопереключателя, содержащее основание, платформу, установленную на основании, на которой смонтированы съемные левые и правые пластины, дополнительное звено, совершающее движение маятника, при этом оно подвижно соединено с ведущим звеном в виде «вилка-ролик» и на нем установлены подвижные контакты, выполненные в виде отдельных съемных элементов (CN № 101148173 А, опубликованное 26.03.2008 г.). Данное техническое решение принято в качестве прототипа. К недостаткам данного решения следует отнести «врубной», как и в ранее указанных технических решениях, принцип замыкания неподвижных пластин, установленных на платформе, и подвижных контактов, смонтированных на подвижном звене. Такие контакты не обеспечивают стабильного электрического сопротивления в условиях вибрации и перепада температур окружающей среды.
Задача заявляемого технического решения заключается в повышении степени безопасности движения поездов, увеличении эксплуатационного ресурса автопереключателя.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в устойчивой работе автопереключателя минимальным и стабильным электрическим сопротивлением контактной группы, не зависящей от условий эксплуатации, в повышении точности изготовления и сборки контактной группы, в снижении износа и трудоемкости монтажа контактной группы.
Указанный технический результат достигается заявляемым автопереключателем, содержащим основание, съемные левые и правые пластины, подвижные контакты, ведущее звено совершающего движения маятника, установленное на основании, при этом он дополнительно содержит платформу, установленную на основании, на которой смонтированы левые и правые пластины и установлено дополнительное звено, совершающее движения маятника, при этом оно подвижно соединено с ведущим звеном и на нем установлены подвижные контакты, выполненные в виде отдельных съемных контактных элементов.
При этом каждый съемный контактный элемент, установленный на дополнительном звене с правой и левой стороны, внутренней торцовой стороной упирается в упругую пружину, а внешней стороной упирается в упор пластинчатой пружины, расположенной с правой и левой стороны.
При этом съемные навесные пластины неподвижно закреплены на винтах с помощью гаек и контргаек, каждая съемная навесная пластина снабжена контактным элементом, контактный элемент на навесной пластине закреплен пайкой или сваркой.
При этом подвижные контактные элементы выполнены в форме мостика с двумя контактами и зафиксированы упругой пластиной.
При этом контактные элементы, установленные на подвижной и неподвижной колодках, выполнены из композиционного металлокерамического материала.
Устойчивость в работе автопереключателя достигается тем, что блок собирается и регулируется на одной платформе. Платформа устанавливается на две плоскости основания автопереключателя, при этом практически не имеет значения, с какой точностью по высоте относительно друг друга они исполнены. Блок имеет свою точность изготовления и сборки, а подвижное соединение «вилка-ролик» между блоком и ведущим звеном позволяет исключить влияние неточности изготовления основных узлов автопереключателя на работоспособность контактной группы.
Минимальное и стабильное электрическое сопротивление контактной группы, не зависящей от условий эксплуатации, достигается постоянством условий прижатия контактов друг к другу, минимальным износом контактов за счет изготовления их из композиционного металлокерамического материала, имеющего высокую износостойкость и минимальное электрическое сопротивление.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 изображена предлагаемая конструкция, на фиг.2 - контактный элемент, установленный на подвижном дополнительном звене, на фиг.3 - съемная пластина с контактным элементом, на фиг.4 - платформа в сборе с подвижным звеном, вид на плоскость платформы, которым оно устанавливается на основании автопереключателя.
Автопереключатель стрелочного электропривода состоит из: основания 1, на котором установлено ведущее звено 2, совершающее движение маятника, на основании установлена платформа 3, на которой смонтировано дополнительное подвижное звено 4, совершающее движения маятника. Съемные левые 5 и правые 6 пластины неподвижно закреплены на винтах 7 с помощью гаек 8 и контргаек 9, каждая съемная навесная пластина снабжена контактным элементом 10, контактный элемент на навесной пластине закреплен пайкой или сваркой. Подвижные левые 11 и правые 12 контакты установлены на дополнительном звене, совершающем движения маятника, подвижные контакты выполнены в виде отдельных съемных контактных элементов. Дополнительное звено подвижно соединено с ведущим звеном, соединение типа «вилка-ролик». Каждый съемный контактный элемент 11, 12, установленный на дополнительном звене 4 с правой и левой стороны, внутренней торцовой стороной упирается в упругую пружину 13, а внешней стороной упирается в упор пластинчатой пружины 14, расположенной с правой и левой стороны. Подвижные контактные элементы 11, 12 выполнены в форме мостика с двумя контактами 15. Все контакты выполнены из композиционного металлокерамического материала.
Работа заявляемого технического решения осуществляется следующим образом. В начале перевода стрелки ролик переключающего рычага автопереключателя (на фиг.1 не показан) выжимается вращением колеса из радиального выреза на цилиндрическую часть, приподнимая переключающий рычаг 16 ведущего звена 2. Происходит вращение звена 2 относительно оси 17 и соответственно звена 4. Подвижные контакты входят в соприкосновение с неподвижными контактами с определенным усилием, которое определяется упругостью пружины 13. После соприкосновения контактов подвижный контакт утапливается на глубину от 0,5-2,5 мм относительно своего крайнего положения. При движении «утапливания» контакта происходит его относительное движение по неподвижному контакту, обеспечивая тем самым хороший электрический контакт, происходит плавное замыкание контактов. Замыкание происходит не на точке, а по линии. При переводе стрелки в другое положение процесс повторяется с указанной последовательностью.
Данное техническое решение обеспечивает надежный контакт, не требует дополнительных регулировок в период эксплуатации. Точность позиционирования контактов обеспечивается при изготовлении блока.