Кнопочный переключатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п>955272 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 300381 (21) 3267205/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) ПриоритетОпубликовано 30.0882. Бюллетень №32

Дата опубликования описания 300882

Р М Кп з

Н 01 Н 36/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

t$3) УДК 621. 316. .546(088.8) (72) Автор изобретения

В.И.Герасимчук (71) Заявитель (54) КНОПОЧНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к коммутационным устройствам на герконах, приводимых в действие изменением положения управляющего элемента - постоянного магнита, и может быть использовано в клавиатуре электронных телеграфных аппаратов и пишущих машинок, в датчиках неэлектрических величин и т.д.

Известны кнопочные переключатели, содержащие геркон с двумя потокоподводами и постоянный магнит, перемещаемый вдоль геркона либо перпендикулярно его продольной оси, причем постоянный магнит в начальном положении шунтирован одним из потокоподводов(11.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является переключатель, содержащий. установленные в неподвижном корпусе геркон, два потокоподвода, расположенных по обе стороны от перекрытия геркона, постоянный магнит, в начальном положении находящийся напротив одного из отокоподводов 52).

Описанные переключатели недостаточно надежны в работе, в частности, при коммутации малых токов. В результате медленного нарастанйя управляющего магнитного поля, что характерно для переключателей на герконах, управляемых постоянным магнитом (33, контакты геркона подгорают или на них образуются пленки тускнения, препят ствующие прохождению малых токов ° другой их недостаток состоит в том, что постоянный магнит в начальном положении шунтируется не полнос-!

О тью, и потоки рассеивания проходят через геркон. Потокоподводы не защищают геркон и от внешнего магнитного поля. Напряженность результирующего начального магнитного поля, взаимодействующего на геркон, может превышать допустимую величину, и в условиях воздействия вибрации возможно самопроизвольное замыкание контактов геркона, имеющего пониженную ИДС срабатывания. Если геркон имеет пониженную ИДС отпускания, то происходит залипание его контактов.

Для уменьшения начального магнитного поля ограничивают наибольший допустимый уровень намагниченности постоянного магнита, но это приводит к снижению виброустойчивости в замкнутом состоянии герконов с повышенной МДС отпускания и усложняет изготовление постоянного магнита.

955272

Кроме того, имеет место слишком большое влияние МДС срабатывания и ,отпускания геркона, уровня намагни ченности постоянного магнита и погрешностей в изготовлении деталей переключателя на точность коммутации, $ определяемую стабильностью положений постоянного магнита, при которых наступает срабатывание и отпускание геркона. Для достижения. требуемой точности коммутации детали переклЮча д теля изготовляют с повышенной степенью точности, сок>ащают диапазон допустимых значений уровня намагниченности постоянного магнита и применяют герконы с уменьшенной разностью между верхними и нижними допус-, тимыми зНачениями МДС срабатывания и отпускания. Однако это ведет к усложнению изготовления переключателя и повышению его себестоимости.

Цель изобретения — повышение надежности работы кнопочного переключателя, в частности, при коммутации малых токов, увеличение виброустойчивости и точности коммутации, а также упрощение его изготовления.

Указанная цель достигается тем, что в кнопочный переключатель введена перемычка, магнитно соединяющая оба потокоподвода и имеющая площадь поперечного сечения, определяемую ЗО из условия магнитного насыщения перемычки при прохождении постоянным магнитом текущего положения, в котором крутизна нарастания магнитного потока, захватываемого потокоподводом, на-35 ходящимся по другую сторону от перекрытия геркона по отношению к потокоподводу, находящемуся напротив магнита в его начальном положении, составляет 40-60% от максимальной кру тиз ны

Для упрощения изготовления переключателя оба потокоподвода вместе с перемычкой-шунтом могут быть изготовлены в виде одной детали и вставлены в пазы, выполненные в стенках корпуса.

Для повышения эффективности исполь" зования магнитной, энергии постоянно»а магнита и улучшения защиты геркона от внешнего магнитного поля, пото- 50 коподвод, находящийся по другую сторону от перекрытия геркона по отношению к потокоподводу, находящемуся напротив магнита в его начальном положении, может быть выполнен в форме 55 скобы, охватывающей геркон по дуге, равной не менее чем 1350(3/8 окружности).

На фиг.1 показан переключатель, . вид спереди; на фиг.2 — разрез A-А бр на фиг.1.

Кнопочный переключатель содержит геркон 1, постоянный магнит 2, перемещаемый вдоль геркона 1, и потокоподводы 3 и 4, размещенные вдоль контах- 65 тов геркона 1 по обе стороны от его перекрытия. Потокоподводы 3 и 4 вместе с перемычкой 5, соединяющей их, изготовлены в виде одной детали.

Потокоподвод 4 выполнен в форме скобы, охватывающей геркон 1 с трех сторон. Постоянный магнит 2 закреплен на подпружиненном штоке б. Геркон 1, потокоподводы 3 и 4, соединенные перемычкой-шунтом 5, и шток б с закрепленным на нем постоянным магнитом 2 помещены в неподвижный корпус 7 и сверху закрыты крышкой 8, при этом потокоподводы 3 и 4, соединенные перемычкой 5, вставлены в пазы, выполненные в стенках корпуса 7 °

Магнитная индукция в потокоподводах 3 и 4 прн любом положении постоянного магнита 2 ниже магнитной индукции насыщения. Перемычка 5 насыща ется после смещения постоянного магнита 2 на определенную величину.

Уровень намагниченности постоянного магнита 2 в зависимости от его фактических размеров и действительных значений остаточной магнитной индукции и коэрцитивной силы материала, из которого он изготовлен,различен и может колебаться между наименьшим и наибольшим значениями. Наименьший допустимый уровень намагниченности выбран из условия обеспечения требуемой виброустойчивости в замкнутом состоянии геркона .1 с наибольшей допустимой МДС отпускания.

Для исключения влияния на геркон 1 постоянного магнита 2 в его начальйом положении при повышенных уровнях намагниченности начальное расстояние от него до центра перекрытия геркона

1 выбрано с таким расчетом, чтобы начальный магнитный поток, проходящий через перемычку 5, при максимально возможном уровне намагниченности постоянного магнита 2 был ниже потока, при котором наступает магнитное насыщение перемычки 5.

Кнопочный переключатель работает ,следующим образом.

В начальном положении постоянный магнит 2 находится напротив потокоподвода 3, который шунтирует его, но не полностью. Часть .магнитного потока, проходящего по воздуху, захватывается потокоподводом 4 и через перемычку 5, которая при этом не насыщена, возвращается обратно к постоянному магниту 2, минуя контакты геркона 1. Аналогичйо геркон 1 экранируется от внешнего магнитного поля.

Поскольку через геркон 1 начальный магнитный поток не проходит, то его контакты устойчиво находятся в разомкнутом состоянии s условиях воздействия вибрации и внешнего магнитного поля. Склонность к эалипанию контактов геркона 1 из-за отсутствия на955272

10 чальных магнитных сил притяжения между ними снижается.

При нажатии на шток б постоянный магнит 2 перемещается к потокоподводу 4. Магнитный поток, захватываемый этим потокоподводом и возвращаем и 5 перемычкой 5 обратно к постоянному магниту 2, возрастает, причем в начале перемещения постоянного магнита

2 крутизна нарастания его низкая, а затем увеличивается. В момент прохождения постоянным магнитом 2 текущего положения, в котором крутизна нарастания указанного магнитного потока достаточно велика и составляет 40-бОЪ от максимальной ее 15 величины, перемычка 5 насыщается.

При дальнейшем перемещении постоянного магнита 2 магнитный поток, шунтируемый перемычкой 5, практически не возрастает, и в конечном положении 20 постоянного магнита 2 большая часть магнитного потока, захватываемого потокоподводом 4, проходит через геркон 1. Поскольку наименьший допустимый уровень намагниченности постоянного магнита 2 обеспечивает требуемую виброустойчивость в замкнутом состоянии геркона 1 с наибольшей допустимой МДС отпускания, геркон, имеющий пониженную МДС отпускания, также виброустойчив в замкнутом состоянии, особенно при уровне намагниченности постоянного магнита 2, превышающем наименьший допустимый уровень.

Перемычка 5, шунтируя магнитный поток, захватываемый потокоподво- З5 дом 4 в начале перемещения постоянного магнита 2, дает возможность управлять герконом 1 во время перемещения постоянного магнита 2 на участке пути с новышенной крутизной на- 40 растания указанного магнитного потока. В результате более крутого фронта нарастания управляющего магнитного потока, чем в прототипе, у которого перемычка 5 отсутствует, 45 сила магнитного притяжения между контактами геркона 1 в конце их сближения выше и длительность вибрации контактов геркона 1 сокращается. Опасность подгорания контактов геркона

1 или образования на них пленок тускнения уменьшается. Более крутой фронт нарастания управляющего магнитного потока ведет также к увеличению скоРости соударения контактов геркона 1, что повышает эффективность разрушения ранее образовавшихся пленок потускнения. Надежность работы переключателя повышается.

Другим следствием увеличения крутизнй фронта изменения управляющего. магнитного потока является снижение . влияния разброса как МДС срабатывания, так и МДС отпускания геркона

1 и уровня намагниченности постоян,ного магнита 2, а также погрешностей 65 в изготовлении деталей переключателя на точность коммутации, на положения постоянного магнита 2, в моменты, когда происходит срабатывание или отпускание геркона 1.

Потокоподвод 4, выполненный в виде скобы, охватывающей прилегающий к нему контакт геркона 1 как минимум по дуге 135, улучшает экранирование геркона 1, что важно когда постоянный магнит 2 находится в начальном положении. В то же время увеличивается магнитная проводимость магнитной цепи, по которой проходит управляющий магнитный поток. В результате скачкообразный характер движения контактов геркона 1 начинается раньше, чем в переключателе-прототипе, а в конце рабочего хода постоянного магнита 2 через геркон 1 проходит больший магнитный поток.

Упрощение из готовления предлагаемого переключателя достигается благодаря тому, что, во-первых, потокоподводы 3 и 4, соединенные перемычкой-шунтом 5, выполнены в виде одной детали и вставлены в пазы в стенках корпуса, во-вторых, при намагничивании постоянного магнита 2 контролируют только нижний уровень его намагниченности и, в-третьих, детали переключателя изготовляются с меньшей точностью.

Изобретение позволяет повысить надежность работы кнопочного переключателя, в частности, при коммутации малых токов в несколько раз, увеличить его виброустойчивость во включенном и выключенном состояниях, поднять точность коммутации, упростить изготовление его и применять в нем герконы общего назначения, которые примерно на 305 дешевле, чем имеющие уменьшенный разброс МДС срабатывания и отпускания. Общая себестоимость изготэвления датчика снижается примерно на 20%.

Формула изобретения

1 ° Кнопочный переключатель, содержащий установленные в неподвижном корпусе геркон, два потокоподвода, расположенных по обе стороны от перекрытия геркона, постоянный магнит, в начальном положении находящийся напротив одного из потокоподводов, отличающийся .тем, что, с целью повышения надежности работы, увеличения виброустойчивости и точности коммутации, он снабжен перемычкой, магнитно соединяющей оба потокоподвода и имеющей площадь поперечного сечения, определяемую из условия магнитного насыщения перемычки при прохождении постоянным магнитом текущего положения, в котором крутизна

955272

A-А

Составитель В.Шибанов

Редактор И.Михеева Техред М.Коштура

Корректор Г.Огар

Заказ 6453/64 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 нарастания магнитного потока, захватываемого потокоподводом, находящимся по другую сторону от перекрытия геркона по отношению к потокоподводу, находящемуся напротив магнита в его начальном положении,. составляет 40- 5

60% от максимальной крутизны.

2. Переключатель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что оба потокоподвода вместе с перемычкой изготовлены в виде одной детали, а в стенках t0 корпуса выполнены пазы, в которые вставлены указанные потокоподводы.

3. Переключатель по пп.1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что потокоподвод, находящийся по другую сторо1 ну от перекрытия геркона по отношению к потокоподводу, находящемуся напротив магнита в его начальном положении, выполнен в форме скобы, охватывающей геркон по дуге, не меньшей 135О .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент. ФРГ 9 1257972, кл. 21 g 4/01, 1968.

2. Харазов К.И. Переключатели с магнитоуправляемыми контактами. М., "Энергия", 1978, рис.40.

3. Срибнер Л ° А. Путевые переключатели на магнитоуправляемых контактах. М., "Энергия", 1971, с.11.