ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПУТЕВОЙ

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 путевым, используемым в автоматике лифтового и производственного оборудования.
Уровень техники
Известен путевой выключатель, содержащий корпус, контактную группу (контактный блок), кинематически связанную через толкатель с подпружиненным кулачком, жестко связанным с рычагом, снабженный фиксатором, подпружиненным спиральной пружиной сжатия и установленным на одной оси с толкателем по разные стороны кулачка, при этом на рабочей поверхности кулачка выполнены симметричные выемки, взаимодействующие с толкателем и фиксатором (см. а.с. №1794262, опубл. 07.02.1993 [1].
Недостатком известного путевого выключателя [1] является сложность конструкции и сборки за счет использования кулачка и фиксатора, а также сложность замены исполнительного звена и контактного блока в случае неисправности одного из них.
Известен также путевой выключатель, содержащий корпус, приводной вал, на котором установлены рычаг и поводок с подпружиненным толкателем, торец которого образован наклонными поверхностями, соединяющимися под углом, контактный рычаг, установленный на ведомом валу, и колодку с неподвижными контактами, в котором ведомый вал имеет верхний и нижний выступы, расположенные на одной оси, при этом верхний выступ имеет возможность взаимодействия с наклонными поверхностями толкателя, а нижний выступ введен в опорные углубления колодки с возможностью шарнирного перемещения (см. а.с. №1799485, опубл. 28.02.1993 [2].
Недостатком известного путевого выключателя [2] является также сложность конструкции и сборки за счет большого количества деталей сложной конструкции, из которых он состоит, а также сложность замены исполнительного звена и контактов в случае неисправности одного из них.
Наиболее близким по конструкции и техническому результату является конечный выключатель, содержащий контактный блок и толкатель (исполнительное звено), установленный в корпусе контактного блока с возможностью ограниченного осевого перемещения и взаимодействия с ползуном контактного блока (см. а.с. №194903, опубл. 12.04.1967 [3].
Недостатком известного путевого выключателя [3] является сложность замены исполнительного звена или контактного блока в случае неисправности одного из них, требующей разборки всего устройства, и низкая надежность конструкции, особенно в условиях запыленности, высокой влажности т.п., например, в лифтовых шахтах, в метало- или деревообрабатывающих цехах, из-за попадания пыли, влаги, охлаждающей жидкости, и/или стружки на подвижные части устройства и электрические контакты, а также смазки - на контактные поверхности электрических контактов.
Раскрытие полезной модели
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в получении простой, технологичной, долговечной, надежной, удобной в эксплуатации и ремонтопригодной конструкции выключателя путевого, в котором в случае выхода из строя одной части устройства она может быть быстро заменена.
Существенными признаками выключателя путевого являются наличие корпуса с крышкой и отверстиями под электрические кабели, уплотнительной прокладки из упругоэластичного материала, установленной между корпусом и крышкой, контактного блока с фиксирующими выступами, установленного на посадочное место на дне корпуса и зафиксированного от перемещения с помощью крышки через уплотнительную прокладку, опирающуюся на фиксирующие выступы контактного блока, насадки со средством перемещения ползуна контактной группы, выполненным в виде толкателя со сферической рабочей поверхностью или роликом, взаимодействующих с ползуном контактного блока, причем насадка установлена на корпусе с возможностью переустановки с поворотом на 90° и 180° относительно оси толкателя, на котором с натягом установлен гофрированный сальник из упруго-эластичного материала, периферийная часть которого закреплена между наружной поверхностью корпуса и опорной поверхностью насадки, в отверстиях корпуса под электрические кабели установлены заглушки с возможностью их замены при монтаже электрического кабеля на герметичные уплотнения между поверхностью отверстия и наружной поверхностью кабеля.
Общими с прототипом [3] существенными признаками выключателя путевого является то, что он содержит контактный блок и толкатель, установленный с возможностью ограниченного осевого перемещения и взаимодействия с ползуном контактного блока.
Отличительными существенными признаками выключателя путевого, не известными из прототипа [3], является снабжение корпусом с крышкой и отверстиями под электрические кабели, уплотнительной прокладкой из упруго-эластичного материала, установленной между корпусом и крышкой, при этом контактный блок снабжен фиксирующими выступами, установлен на посадочное место на дне корпуса и зафиксирован от перемещения с помощью уплотнительной прокладки, опирающейся на фиксирующие выступы контактного блока, насадкой со средством перемещения ползуна контактной группы, выполненным в виде толкателя со сферической рабочей поверхностью или роликом, взаимодействующих с ползуном контактного блока, причем насадка установлена на корпусе с возможностью переустановки с поворотом на 90° и 180° относительно оси толкателя, на котором с натягом установлен гофрированный сальник из упруго-эластичного материала, периферийная часть которого закреплена между наружной поверхностью корпуса и опорной поверхностью насадки, в отверстиях корпуса под электрические кабели установлены заглушки с возможностью их замены при монтаже электрического кабеля на герметичные уплотнения между поверхностью отверстия и наружной поверхностью кабеля.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена конструкция выключателя путевого в разрезе (1/4 вырезана) - вид сверху со снятой крышкой и уплотнительной прокладкой, в которой толкатель имеет сферическую рабочую поверхность.
На фиг. 2 представлена конструкция выключателя путевого в разрезе (1/4 вырезана) - вид сверху со снятой крышкой и уплотнительной прокладкой, в которой показан неподвижный электрический контакт для заземления, а толкатель снабжен роликом с цилиндрической рабочей поверхностью.
На фиг. 3 представлена конструкция контактного блока (вид сверху со снятой верхней частью), в которой только слева условно сняты неподвижные контакты, при этом средняя часть ползуна и один неподвижный контакт условно разрезаны плоскостью, проходящей посредине ползуна.
На фиг. 4 представлена конструкция контактного блока (вид по стрелке А на фиг. 3).
На фиг. 5 представлена конструкция верхней части контактного блока (вид по стрелке В на фиг. 4).
На фиг. 6 представлен разрез Б-Б на фиг. 3.
На фиг. 7 представлен вид Г на фиг. 6.
На фиг. 8 представлен вариант конструкция верхней части контактного блока с направляющими штырями (вид по стрелке В на фиг. 4).
На фиг. 9 представлена конструкция неподвижного электрического контакта 11 (вид спереди).
На фиг. 10 представлена конструкция неподвижного электрического контакта 11 (вид сбоку).
На фиг. 11 представлена конструкция неподвижного электрического контакта 11 (вид сверху).
На фиг. 12 представлена конструкция неподвижного электрического контакта 12 (вид сбоку).
На фиг. 13 представлена конструкция неподвижного электрического контакта 12 (вид спереди).
На фиг. 14 представлена конструкция неподвижного электрического контакта 12 (вид сверху).
Осуществление полезной модели
Полезная модель может быть осуществлена в следующем конструктивном исполнении.
Выключатель путевой содержит корпус 1 с крышкой, повторяющей форму корпуса 1. Между корпусом 1 и крышкой установлена уплотнительная прокладка из упругоэластичного материала, повторяющая форму корпуса 1 и крышки. В корпусе 1 имеются отверстия 2 под электрические кабели, в которые вставлены заглушки 3, резьбовые отверстия 4 под винты для крепления крышки, и установлен контактный блок 5. Посадочным местом для корпуса контактного блока 5 являются донная поверхность корпуса 1 и его боковые выступы и/или боковые поверхности, расположенные внутри корпуса 1 таким образом, чтобы они ограничивали перемещение контактного блока 5 относительно стенок корпуса 1.
Снаружи к корпусу 1 посредством 4-х винтов 6, обычных и пружинных (гроверных) шайб прикреплен корпус насадки 7, в отверстии которой с возможностью ограниченного перемещения установлен толкатель 8, частично расположенный в отверстии корпуса 1 выключателя путевого. Со стороны корпуса насадки 7 на корпусе 1 выключателя путевого в месте крепления насадки выполнены выступы квадратной формы в поперечном сечении со скошенными ближайшими к отверстию корпуса 1, расположенному со стороны насадки, вершинами.
Корпус насадки 7 выполнен с квадратной нижней посадочной частью, в которой по углам снизу выполнены уступы, форма которых соответствует форме выступов корпуса 1 выключателя путевого.
В корпусе насадки 7 установлен с возможностью осевого перемещения толкатель 8.
Контактный блок 5 содержит ползун 9, возвратную пружину 10, неподвижные электрические контакты 11 и 12, подвижные электрические контакты 13, неподвижно закрепленные на токопроводящей пластине 14, контактную пружину 15. Неподвижные электрические контакты 11 и 12 имеют отогнутую часть 16. Контактный блок 5 также содержит винты 17 и накладки 18. На корпусе контактного блока выполнены выступы 19. В корпусе 1 выполнены отверстия 20 и 21. Толкатель 8 выполнен сборным и состоит из стержня 22, к которому привинчена посредством стопорной шайбы 23 и болта 24 пластина 25 с зубчатым контуром, согнутым под прямым углом, а затем прикреплен ступенчатый валик с буртиком, выполненный из пластмассы, путем прижатия его к торцу металлического стержня 22 зубьями пластины 25 за счет их деформации вокруг буртика ступенчатого валика.
Толкатель 8 изолирован от внутреннего пространства корпуса 1 выключателя путевого с помощью закрепленного на толкателе с натягом изолирующего элемента - сальника 26, выполненного из упругоэластичного материала с кольцевым гофром, периферийная часть которого зажата без зазора между боковой поверхностью корпуса 1 выключателя путевого и опорной поверхностью корпуса насадки 7.
В корпусе контактного блока выполнена наклонная поверхность 27. Ползун 9 имеет цилиндрический хвостовик 28.
Рабочей поверхностью толкателя 8 является либо цилиндрическая поверхность ролика 29 (фиг. 2), шарнирно закрепленного на толкателе 8 и расположенного в пазу 30 корпуса насадки 7, либо его торцевая сферическая поверхность 31 (фиг. 1).
Корпус 1 также содержит неподвижный электрический контакт 32 для подключения провода на заземление.
Корпус контактного блока имеет коробчатую форму и состоит из двух частей 33 и 34 (фиг. 4), выполненных из электроизоляционного материала.
В нижней части 33 корпуса контактного блока 5 (фиг. 3) размещены ползун 9, выполненный из электроизоляционного материала, возвратная пружина 10, неподвижные электрические контакты 11 и 12, подвижный электрический контакт 13, выполненный в виде продолговатой токопроводящей пластины 14 с закрепленными на ее противоположных концах с разных сторон электрическими контактными элементами 35, расположенной в прямоугольном пазу 36 ползуна 9 вместе с контактной пружиной 15, поджимающей пластину 14 в направлении, противоположном расположению толкателя 8.
Каждый неподвижный электрический контакт 11 и 12 выполнен в виде изогнутой пластины 16 (фиг. 9-14), выполненной из токопроводящего материала, несущей электрический контактный элемент 37.
Каждый электрический контактный элемент 37 закреплен на нижней части 38 своей изогнутой пластины 16, средняя часть которой 39, отогнута под прямым углом относительно нижней и верхней части 40, которая также отогнута относительно нижней и средней частей под прямым углом, образуя прямоугольную площадку (фиг. 10, 11, 12, 14), в которой выполнено резьбовой отверстие 41 под винт 17, предназначенный для зажима электрического провода между площадкой 40 пластины 16 и накладкой 18. 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 17.
Две пластины 16, выполненные в исполнении поз. 11 (фиг. 1, 3, 9-11) и две другие пластина 16, выполненные в зеркальном исполнении поз. 12 (фиг. 1, 3, 12-14), установлены в нижней части контактного блока 5, при этом нижняя часть 38 каждой пластины 16 входит в предназначенный для нее паз, расположенный на дне 42 в нижней части корпуса 5 контактного блока. Средняя часть 39 пластин 16, отогнутая под прямым углом к нижней части 38, вводится в боковой паз 43.
В результате установки неподвижных электрических контактов 11 и 12 верхняя часть 40 каждой изогнутой пластины 16 базируется по двум внутренним боковым поверхностям 44 (фиг. 3) нижней части 33 контактного блока 5, а на поверхности 45 внутренней перегородки нижней части 33 контактного блока 5 базируется наружная боковая поверхность кольцевого борта 46 верхней части 40 изогнутой пластины 16.
После установки всех четырех пластин 16, ползун 9 в сборе с возвратной пружиной 10, пластиной 14 и контактной пружиной 15 устанавливается в плоскую направляющую 47, расположенную внутри нижней части 33 корпуса контактного блока 5 (фиг. 3), при этом направляющая поверхность ползуна 9, контактирующая с направляющей 47, также является плоской.
Для ограничения поперечного смещения ползуна 9 выполнены прямоугольные пазы 48 (фиг. 3, 4) в противоположно расположенных боковых стенках нижней части 33 корпуса контактного блока 5, в одном из которых размещен цилиндрический концевой участок 28 ползуна с надетой на него возвратной пружиной 10, а в другом - взаимодействующий с' толкателем 8 концевой участок 49 ползуна 9 квадратной формы в поперечном сечении.
Для ограничения перемещения ползуна 9 в направлении верхней части 34 контактного блока 5 используются плоские вершины 50 двух выступов 51 (фиг. 4) верхней части 34 корпуса контактного блока 5, расположенные в плоскости нижнего стыка.
Боковые стенки нижней части 33 корпуса контактного блока 5, расположенные на уровне верхнего стыка с верхней частью корпуса контактного блока 5, выполнены со стыковыми уступами 52 со стороны внутренней боковой поверхности стенок. В результате с внешней стороны вдоль боковых стенок нижней части 33 корпуса контактного блока 5 образованы стыковые выступы 53.
Вершины 50 опираются на донные поверхности 54 (фиг. 3) двух пазов, выполненных в нижней части 33 корпуса контактного блока 5.
Для предотвращения выпадения контактной пружины 15 из паза 36 ползуна 9 с его внутренней стороны выполнен цилиндрический выступ 55 по внутреннему диаметру контактной пружины 15, при этом в центре пластины 14 выполнен такой же выступ 56, а сама пластина 14 имеет два боковых выступа 57, предназначенных для ограничения перемещения пластины 14 в пазу ползуна 9 в поперечном направлении.
В нижней части корпуса контактного блока 5 (фиг. 3) выполнены выступы 58 с наклонными поверхностями. В части корпуса контактного блока 5 (фиг. 3) могут быть также выполнены отверстия 59. Прямоугольные выступы 60 вместе с выступами с наклонными поверхностями 27 и донной поверхностью нижней части корпуса контактного блока 5 образуют пазы для размещения нижних частей 38 изогнутых пластин 16.
Средняя часть 39 каждой изогнутой пластины 16 установлена в паз, образованный между внутренней боковой поверхностью и боковой поверхностью выступа 58 нижней части корпуса контактного блока 5, так чтобы верхняя часть 40 пластины 16, отогнутая под прямым углом относительно нижней 38 и средней 39 частей, была расположена горизонтально, при этом неподвижные электрические контактные элементы 37 этих пластин окажутся обращенными друг к другу, как это показано на фиг. 1-3.
Для облегчения стыковки частей корпуса контактного блока 5 на боковых поверхностях нижней части корпуса контактного блока 5 могут быть выполнены пазы 61 (фиг. 3, 6, 7), а в верхней части корпуса контактного блока 5 - выступы 62 (фиг. 5) на разделительных перегородках 63.
Боковые стенки верхней части 34 корпуса контактного блока 5 (фиг. 5, 8), расположенные на уровне верхнего стыка с нижней частью 33 корпуса контактного блока 5, выполнены со стыковыми уступами 64 со стороны наружной боковой поверхности. В результате с внутренней стороны вдоль боковых стенок верхней части 34 корпуса контактного блока 5 образованы стыковые выступы 65.
Таким образом, при сборке выступы одной части корпуса контактного блока 5 будут расположены во впадинах другой части корпуса контактного блока 5, за счет чего обеспечивается фиксация обоих частей корпуса контактного блока 5 друг относительно друга без использования крепежных элементов.
На верхней части 34 корпуса контактного блока 5 может быть выполнен выступ 66 (фиг. 4, 5, 8) в форме полукольца, выходящий за габариты корпуса контактного блока 5, частично расположенный ниже нижней плоскости контактного стыка (фиг. 4), препятствующий смещению верхней части корпуса контактного блока 5 относительно нижней части в направление толкателя 8.
Для облегчения стыковки частей корпуса контактного блока 5 в верхней части контактного блока 5 могут быть выполнены направляющие штыри 67 (фиг. 8) под направляющие отверстия 59 в нижней части корпуса контактного блока 5 (фиг. 3).
Нижний стык расположен в плоскости, параллельной основанию корпуса контактного блока 5, с небольшим зазором относительно расположенных с разных концов верхних поверхностей концевых участков 28 и 49 (фиг. 3) ползуна 9.
В верхней части 34 корпуса контактного блока 5 расположены фиксирующие выступы 19, четыре отверстия 68 (фиг. 5, 8), выполненные насквозь и имеющие прямоугольную форму, а на разделительных перегородках 63 выполнены уступы 69. В центре верхней части 34 корпуса 5 выполнен прямоугольный паз 70, а по бокам - еще два паза 71 меньшей глубины (фиг. 5, 8). Штыри 67 располагают на выступах 72 (фиг. 8).
Верхнюю часть 34 корпуса контактного блока 5 соединяют с нижней частью 33 с заходом выступов 53 по впадины уступов 64, при этом в выступы 69, расположенные по всей длине разделительных перегородок 63, заходят за прямоугольные верхние части 40 изогнутых пластин 16 неподвижных электрических контактов 11 и 12, тем самым препятствуя перемещению пластин 16 вверх и в сторону разделительных перегородок 63, а донные поверхности уступов 69 препятствуют перемещения неподвижным электрических контактов 11 и 12 в сторону верхней части 34 корпуса контактного блока 5.
Сверху через сквозные отверстия 68 на верхние части 40 изогнутых пластин неподвижных электрических контактов, ширина которых равна ширине «а» сквозных отверстий 68, устанавливаются накладки 18 из электропроводного материала с винтами 17, которые ввинчивают в резьбовые отверстия верхних частей 40 изогнутых пластин 16 неподвижных электрических контактов, при этом длина накладки 18 выбрана такой, чтобы она могла перекрыть верхнюю часть 40 изогнутой пластины 16 в сторону центральной части корпуса контактного блока 5. Для этого в верхней части 34 корпуса контактного блока 5 со стороны фиксирующих выступов 19 выполнен паз для размещения выступающей части накладки. Для упрощения сборки между резьбой и головкой винтов 17 может быть выполнена канавка, ширина которой превышает толщину накладки, а в накладке - выполнено резьбовой отверстие, образующее с резьбой винта резьбовое соединение с натягом. Винт соединяется с накладкой путем ввинчивания его до выхода резьбы в канавку винта. После этого образуется сборочная единица «винт-накладка», которое самопроизвольно разъединиться не может, при этом накладка может свободно поворачиваться в канавке винта.
Каждый винт в сборе с накладкой ввинчивают в отверстие верхней части каждого неподвижного контакта. После этого собранный контактный блок 5 размещают в корпусе 1 выключателя путевого в посадочное место и фиксируют в нем путем прижима ко дну корпуса 1 выключателя путевого его крышкой через упругоэластичную прокладку и четыре выступа 19, расположенные наверху корпуса контактного блока 5.
Корпус 1 выключателя путевого крепится по месту его расположения винтам через отверстия 20 или 21.
Таким образом, контактные элементы оказываются практически изолированными внутри корпуса контактного блока, что в какой-то мере предохраняет их от попадания на контактирующие поверхности электрических контактов пыли, стружки, влаги и смазки.
В исходном положении, когда ролик 29 или сферическая поверхность 31 толкателя 8 не испытывают давления от какого-либо управляющего элемента внешнего устройства. Электрические контакты 12 и 13 находятся в нормально замкнутом положении за счет усилия возвратной пружины 10, как это показано на фиг. 1 и фиг. 2.
При относительном движении управляющего элемента внешнего устройства и выключателя путевого, ролик 29 или сферическая поверхность 31 толкателя, выполняющего функцию исполнительного звена механизма перемещения ползуна 9, встречается с управляющим элементом внешнего устройства, последний надавливает на ролик 29 или сферическая поверхность 31 толкателя, заставляя толкатель 8 перемещаться вместе ползуном 9.
При перемещении ползуна 9 одновременно перемещается токопроводящая пластина 14 и сжимается возвратная пружина 10. Сначала размыкаются электрические контакты 11 и 13, а затем в результате дальнейшего перемещения ползуна 9 электрические контакты 13, перемещаясь вместе с токопроводящей пластиной 14, войдут в контакт с неподвижными электрическими контактами 12.
В случае износа участка сферической поверхности 31 толкателя 8 снимается насадка, поворачивается вокруг оси толкателя 90° или 180° и устанавливается снова, при этом начинает работать неизношенный участок сферической поверхности 31 толкателя 8. Также можно развернуть ролик на 90° вокруг оси толкателя 8 в случае необходимости для упрощения монтажа выключателя путевого на рабочее место. Также можно быстро заменить насадку в случае неисправности исполнительного звена или повреждения сальника 26 без демонтажа самого выключателя путевого. В случае выхода из строя какого-либо элемента контактного блока 5, он легко снимается, после снятия крышки корпуса 1, и заменяется на исправный контактный блок. При этом зажим электрических проводов между токопроводящими изогнутыми пластинами 16 и накладками 18 удобнее и быстрее производить вне корпуса, а затем устанавливать контактный блок 5 в корпус 1.
За счет изоляции контактного блока 5 от внешней агрессивной среды обеспечивается долговечность его работы. За счет предложенной конструкции контактного блока упрощается его сборка и замена в случае неисправности. За счет размещение толкателя в насадке, установленной на корпусе с возможностью съема и установки в различных положениях с поворотом на 90° и 180° вокруг оси толкателя повышается долговечность рабочей поверхности толкателя, упрощается установка выключателя путевого на место его эксплуатации, а также упрощается замена толкателя в случае его повреждения, которая производится путем замены насадки.