СПОСОБ ТОКОСЪЕМА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК H01R39/00 H01R39/64 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам и устройствам, предназначенным для непрерывного токосъема и передачи сигналов между объектами, установленными с возможностью перемещения относительно друг друга.

Известен способ токосъема, при котором, для образования электрического контакта между элементами контактной пары воздействуют магнитным полем на порошок из магнитного материала с электропроводным покрытием, при этом контактные элементы электрически соединяются между собой (1).

Однако при использовании известного способа существует возможность замыкания соседних контактных элементов продуктами износа скользящего контакта, так как отсутствуют средства для сбора продуктов износа, что снижает надежность работы устройства.

Известно также применение магнитного поля для регулирования величины контактного нажатия между элементами контактной пары. При этом графитированная щетка снабжена пластиной из магнитного материала и обмоткой, по которой пропускают электрический ток (2).

В этом способе токосъема, так же как и в указанном выше аналоге, не решена задача сбора продуктов износа контактных элементов.

Известен принятый в качестве прототипа способ токосъема, заключающийся в том, что при токосъеме со скользящим контактом, улавливают продукты износа контактных элементов при выходе их из зоны контакта (3).

Известное токосъемное устройство, выбранное в качестве прототипа заявленного устройства, содержит по меньшей мере одну контактную пару со скользящим контактом, включающую первый и второй контактные элементы, установленные соответственно на корпусе и валу, и средство сбора продуктов износа контактных элементов (3).

В известном способе и устройстве продукты износа собирают с помощью средства сбора, выполненного из пористого материала и установленного на щетке с возможностью контактирования с токосъемным кольцом. Однако при этом не обеспечивается надежная работа устройства в течение длительного срока, так как по мере насыщения средства сбора продуктами износа снижается эффективность улавливания. Кроме того, вследствие трения о поверхность контактного кольца, материал средства сбора изнашивается, что отрицательно сказывается на работе устройства. Поэтому известные способ и устройство не могут быть использованы в конструкциях, предназначенных для длительной работы в условиях отсутствия к ним доступа извне, например на космических объектах и атомных станциях.

Задача, решаемая изобретением, заключается в создании способа токосъема и устройства для его осуществления, обеспечивающих непрерывный токосъем без выноса продуктов износа контактных элементов из корпуса устройства, предназначенного для работы в составе объектов с многолетним ресурсом.

Технический результат, достигаемый при использовании заявленного изобретения, заключается в повышении надежности токосъема за счет обеспечения сбора продуктов износа контактных элементов в течение всего рабочего ресурса устройства.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе токосъема, заключающемся в том, что при токосъеме со скользящим контактом улавливают продукты износа контактных элементов при выходе их из зоны контакта, новым является то, что продукты износа улавливают, воздействуя постоянным магнитным полем и собирая их на поверхности источника магнитного поля, при этом контактные элементы выполняют из электропроводных магнитомягких композиционных материалов.

Технический результат достигается также тем, что в токосъемном устройстве, содержащем по меньшей мере одну контактную пару со скользящим контактом, включающую первый и второй контактные элементы, установленные соответственно на корпусе и валу, и средство сбора продуктов износа контактных элементов, новым является то, что средство сбора продуктов износа контактных элементов выполнено в виде по меньшей мере одного источника постоянного магнитного поля, который закреплен на корпусе токосъемного устройства с зазором относительно контактных элементов, выполненных из электропроводных магнитомягких композиционных материалов.

Кроме того, устройство выполнено в виде вращающегося токосъемника, в котором первый и второй контактные элементы контактной пары представляют собой соответственно щетку и токосьемное кольцо.

Кроме того, источник магнитного поля выполнен из высокоэнергетического магнитотвердого материала.

Кроме того, источник магнитного поля выполнен в виде электромагнита.

Кроме того, корпус и вал устройства выполнены из немагнитных материалов.

Действительно, выполнение средства сбора продуктов износа скользящего контакта в виде источника постоянного магнитного поля, а также выполнение контактных элементов из магнитомягких композиционных материалов обеспечивает, согласно способу, возможность сбора продуктов износа на поверхности источника магнитного поля, расположенного с зазором относительно контактных элементов, что также исключает механическое трение и обеспечивает надежную работу устройства в течение всего ресурса.

На основании изложенного можно сделать выводы о том, что, во-первых, изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом, во-вторых, о достижении заявленной совокупностью признаков указанного выше технического результата, который явным образом не следует из уровня техники. Это позволяет сделать вывод о соответствии изобретений условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Ниже приведен предпочтительный вариант реализации изобретения со ссылками на чертеж, который следует рассматривать только как пример выполнения изобретения, не ограничивающий его объем. На чертеже изображен общий вид вращающегося токосьемного устройства для осуществления заявленного способа токосъема.

Токосъемное устройство содержит корпус 1, вал 2, по меньшей мере одну контактную пару со скользящим контактом, включающую первый 3 и второй 4 контактные элементы, установленные соответственно на корпусе 1 и валу 2, и средство сбора 5 продуктов износа первого 3 и второго 4 контактных элементов, выполненных из электропроводных магнитомягких композиционных материалов (например, на основе композиции Ag-Ni), при этом средство сбора 5 состоит из двух источников постоянного магнитного поля, закрепленных на корпусе 1 с противоположных сторон первого 3 контактного элемента с зазором относительно первого 3 и второго 4 контактных элементов. Источники постоянного магнитного поля, входящие в состав средства сбора 5, могут быть выполнены в виде постоянных магнитов из высокоэнергетического магнитотвердого материала или электромагнитов постоянного тока. В частном случае выполнения изобретения, например, с вращающимся валом 2 второй 4 контактный элемент может быть выполнен в виде токосъемного кольца, при этом первый 3 контактный элемент выполнен в виде щетки. Первый 3 и второй 4 контактные элементы электрически изолированы соответственно от корпуса 1 и вала 2 (не показано). Корпус 1 и вал 2 выполнены из немагнитных материалов, а количество источников магнитного поля выбирают в зависимости от количества контактных пар, размеров устройства, магнитных характеристик материалов контактных элементов и т.п. Предпочтительно располагать источники магнитного поля с двух сторон относительно зоны контакта контактной пары, и тем более в устройствах, в которых предусмотрено изменение направления относительного перемещения объектов, с которых осуществляется токосъем.

Специалисту должно быть понятно, что предложенный способ токосъема может быть использован не только во вращающемся токосъемнике, но и в устройстве с линейным перемещением скользящего контакта.

Устройство работает следующим образом.

В процессе токосъема со скользящим контактом при трении первого 3 и второго 4 контактных элементов образуются продукты износа, состоящие из мелких частиц, обладающих магнитными свойствами. Средство сбора 5 в виде постоянных магнитов или электромагнитов постоянного тока, расположенных вблизи от контактной пары, создает постоянное магнитное поле, которое воздействует на частицы продуктов износа при выходе их из зоны контакта. Частицы продуктов износа контактных элементов, обладающие магнитными свойствами, увлекаются силой притяжения к полюсной поверхности соответствующего источника магнитного поля средства сбора 5. Таким образом, осуществляется сбор продуктов износа без контактирования средства сбора с элементами контактной пары в течение всего рабочего ресурса устройства, что повышает надежность работы устройства и обеспечивает заявленный технический результат.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1163403, H 01 R 39/62, 1985.

2. Авторское свидетельство СССР N 1365203, H 01 R 39/64, 1988.

3. Авторское свидетельство СССР N 1081711, H 01 R 39/00, 1984.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам и устройствам, предназначенным для непрерывного токосъема и передачи сигналов между объектами, установленными с возможностью перемещения относительно друг друга. Технический результат, достигаемый при использовании заявленного изобретения, заключается в повышении надежности токосъема за счет обеспечения сбора продуктов износа контактных элементов в течение всего рабочего ресурса устройства. В способе токосъема является то, что продукты износа улавливают, воздействуя постоянным магнитным полем и собирая их на поверхности источника магнитного поля, при этом контактные элементы выполняют из электропроводных магнитомягких композиционных материалов. В токосъемном устройстве средство сбора продуктов износа контактных элементов выполнено в виде по меньшей мере одного источника постоянного магнитного поля, который закреплен на корпусе токосъемного устройства с зазором относительно контактных элементов, выполненных из электропроводных магнитомягких композиционных материалов. 2 с. и 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ токосъема, заключающийся в том, что при токосъеме со скользящим контактом улавливают продукты износа контактных элементов при выходе их из зоны контакта, отличающийся тем, что продукты износа улавливают, воздействуя постоянным магнитным полем и собирая их на поверхности источника магнитного поля, при этом контактные элементы выполняют из электропроводных магнитомягких композиционных материалов. 2. Токосъемное устройство, содержащее, по меньшей мере, одну контактную пару со скользящим контактом, включающую первый и второй контактные элементы, установленные соответственно на корпусе и валу, и средство сбора продуктов износа контактных элементов, отличающееся тем, что средство сбора продуктов износа контактных элементов выполнено в виде, по меньшей мере, одного источника постоянного магнитного поля, который закреплен на корпусе токосъемного устройства с зазором относительно контактных элементов, выполненных из электропроводных магнитомягких композиционных материалов. 3. Токосъемное устройство по п.2, отличающееся тем, что оно выполнено в виде вращающегося токосъемника, в которой первый и второй контактные элементы контактной пары представляют собой соответственно щетку и токосъемное кольцо. 4. Токосъемное устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что источник магнитного поля выполнен из высокоэнергетического магнитотвердого материала. 5. Токосъемное устройство по п.2, или 3, или 4, отличающееся тем, что источник магнитного поля выполнен в виде электромагнита. 6. Токосъемное устройство по любому из пп.2 - 5, отличающееся тем, что корпус и вал устройства выполнены из немагнитных материалов.