ЩЕТОЧНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ Российский патент 2005 года по МПК H02K5/14 H01R39/42 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в узлах токосъема коллекторных двигателей.

Известна конструкция электрической машины, содержащая корпус и щеточный узел, включающий щеткодержатель, щетку, спиральную пружину, размещенную одним концом в пазу винта, при этом в корпусе выполнен паз, в который установлен щеткодержатель, крепящийся в корпусе указанным винтом, а между щеткодержателем и головкой винта расположен упругий элемент (патент РФ №2039407, Н 02 К 5/14, опубл. 09.07.95).

Недостатком известной конструкции является малое сечение упругого элемента, что ограничивает проходящий через него ток.

Известна конструкция щеточного узла электрической машины, содержащая корпус щеткодержателя, щетку, нажимную пружину, обойму щеткодержателя, размещенную в корпусе, и устройство подъема щетки с пружиной и фиксатором, которое выполнено с возможностью перемещения относительно корпуса (авторское свидетельство СССР №826472, H 01 R 39/42, опубл. 30.04.81).

Недостатком известной конструкции является низкая технологичность изготовления устройства, сложность конструкции и большой вес, так как корпус выполнен монолитным.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является конструкция щеточного узла электрической машины, включающая щеткодержатель, выполненный в виде обоймы, снабженной полкой, щетки с выводными проводами, заканчивающимися наконечниками, пружину и элемент крепления (см. Проектирование электрических машин постоянного тока. И.Н.Рабинович и И.Г.Шубов, “Энергия”, Ленинградское отделение, 1967 г., с.413, рис.27-4).

Недостатками известной конструкции являются низкая технологичность изготовления, а именно выполнение щеткодержателя составным, методом литья с последующей механической обработкой для получения необходимой точности и чистоты поверхности, в виде обоймы и полки, механически скрепленных между собой, а также снижение надежности контакта за счет составного щеткодержателя.

Задачей заявляемого изобретения является обеспечение надежности контакта в месте токосъема щеточного узла и повышение технологичности изготовления щеточного узла электрической машины.

Технический результат обеспечивается путем введения в щеточный узел электропроводящей втулки и выполнения щеткодержателя из тонколистового электропроводящего материала методом штамповки и гибки.

Поставленная задача достигается тем, что в щеточный узел электрической машины, содержащий щеткодержатель с обоймой и полкой, щетку с выводными проводами, заканчивающимися наконечником, пружину и элемент крепления, согласно изобретению, введена электропроводящая цилиндрическая втулка с выступающей цилиндрической частью и сквозным отверстием, щеткодержатель выполнен в виде обоймы заодно с полкой из тонколистового электропроводящего материала методом штамповки и гибки, и в полке выполнено сквозное отверстие, причем высота выступающей цилиндрической части втулки не меньше толщины полки, а ее диаметр меньше диаметра втулки и равен диаметру отверстия полки, выступающая часть втулки помещена в отверстие полки, соосно ему, таким образом, что втулка расположена со стороны полки, противоположной относительно расположения наконечника выводных проводов щетки, кроме того, сквозное отверстие втулки выполнено ступенчатым: большего диаметра в выступающей цилиндрической части втулки, и резьбовое отверстие меньшего диаметра во втулке, которая механически соединена с наконечником выводных проводов щетки и полкой с помощью элемента крепления.

Технический результат достигается за счет выполнения обоймы заодно с полкой методом штамповки и гибки из тонколистового электропроводящего материала и введения в щеточный узел электропроводящей втулки.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен щеточный узел электрической машины, в разрезе, в масштабе 2:1; на фиг.2а - цилиндрическая втулка, на фиг.2б - часть полки с развальцованной в ее отверстии втулкой, в разрезе, в масштабе 4:1.

Щеткодержатель содержит обойму 1, выполненную заодно с полкой 2 из тонколистового электропроводящего материала методом штамповки и гибки, в которой выполнено отверстие 3, щетку 4 с выводными проводами 5, снабженными наконечником 6, цилиндрическую втулку 7 с выступающей цилиндрической частью 8, диаметр которой меньше диаметра втулки 7 (фиг.1). Во втулке 7 выполнено ступенчатое сквозное отверстие 9, где 9а - отверстие в выступающей цилиндрической части 8, а 9б - отверстие во втулке 7, которое выполнено резьбовым, причем диаметр его меньше диаметра отверстия 9а в выступающей части 8 втулки 7 (фиг.2а). Щеткодержатель содержит также винт 10 для механического крепления наконечника 6 выводных проводов 5, расположенный в отверстии 9 втулки, пружину 11, которая фиксирует щетку 4 в обойме 1 щеткодержателя, а также шайбу гровера 12 и защитную шайбу 13 для крепления винта 10 (фиг.1).

Диаметр выступающей части 8 втулки 7 равен диаметру отверстия 3 в полке 2, поэтому выступающая часть 8 втулки 7 размещена в отверстии 3. Втулка 7 расположена, например, на нижней стороне полки 2, а наконечник 6 выводных проводов 5 щетки 4 расположен на верхней стороне полки 2, то есть со стороны полки, противоположной относительно размещению наконечника 6 выводных проводов 5 щетки 4 (фиг.1), при этом выступающая часть 8 втулки 7 развальцована по месту (фиг.2б).

Рассмотрим последовательность сборки щеточного узла.

Втулку 7 размещают выступающей цилиндрической частью 8 в отверстии 3 полки 2, например с нижней стороны полки 2, это возможно, так как внутренний диаметр отверстия 3 полки 2 совпадает с внешним диаметром выступающей части 8 втулки 7, и развальцовывают по месту (фиг.2б). Щетку 4 помещают в обойму 1 и фиксируют с помощью пружины 11. На верхней стороне полки 2 размещают наконечник 6 выводных проводов 5 щетки 4, затем шайбу защитную 13 и шайбу гровера 12, а затем элемент крепления, например винт 10, размещенный в сквозном резьбовом отверстии 9 втулки 7, и механически скрепляют полку 2, наконечник 6 и втулку 7 винтом 10 (фиг.1, 2а и 2б).

Наличие в заявляемой конструкции щеточного узла электрической машины электропроводящей втулки 7, имеющей необходимую длину резьбового отверстия, обеспечивает необходимое поджатие винтом 10 наконечника 6 выводных проводов 5 щетки 4 к полке 2 обоймы 1 щеткодержателя для создания надежного электрического контакта между ними.

Преимуществами конструкции заявляемого щеточного узла электрической машины являются:

- повышение технологичности изготовления обоймы щеткодержателя электрической машины;

- обеспечение надежности контакта в месте токосъема щеточного узла между наконечником выводных проводов щетки и полкой обоймы щеткодержателя.

Это достигается за счет выполнения обоймы методом штамповки и гибки из тонколистового электропроводящего материала заодно с полкой и за счет введения в щеточный узел электропроводящей втулки с длиной резьбы, необходимой для надежного механического соединения наконечника выводных проводов щетки и обоймы щеткодержателя.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к узлам токосьема коллекторных двигателей. Технический результат изобретения, заключающийся в увеличении надежности контакта токосъема, достигается путем того, что щеточный узел электрической машины снабжен электропроводящей цилиндрической втулкой с выступающей цилиндрической частью и сквозным отверстием, при этом щеткодержатель выполнен в виде обоймы заодно с полкой из тонколистового электропроводящего материала, и в полке выполнено отверстие, причем высота выступающей цилиндрической части втулки не меньше толщины полки, а ее диаметр меньше диаметра втулки и равен диаметру отверстия полки, выступающая часть втулки помещена в отверстие полки, соосно ему, таким образом, что втулка расположена со стороны полки, противоположной относительно расположения наконечника выводных проводов щетки. 2 ил.

Щеточный узел электрической машины, содержащий щеткодержатель с обоймой и полкой, щетку с выводными проводами, заканчивающимися наконечником, пружину и элемент крепления, отличающийся тем, что он снабжен электропроводящей цилиндрической втулкой с выступающей цилиндрической частью и сквозным отверстием, при этом щеткодержатель выполнен в виде обоймы заодно с полкой из тонколистового электропроводящего материала методом штамповки и гибки, и в полке выполнено отверстие, причем высота выступающей цилиндрической части втулки не меньше толщины полки, а ее диаметр меньше диаметра втулки и равен диаметру отверстия полки, выступающая часть втулки помещена в отверстие полки, соосно ему, таким образом, что втулка расположена со стороны полки, противоположной относительно расположения наконечника выводных проводов щетки, кроме того, сквозное отверстие втулки выполнено ступенчатым: большего диаметра в выступающей цилиндрической части втулки, и резьбовое отверстие меньшего диаметра во втулке, которая механически соединена с наконечником выводных проводов щетки и полкой с помощью элемента крепления.