ВРАЩАЮЩЕЕСЯ КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2006 года по МПК H01R39/28 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к узлам токосъема, и может быть использовано в электрических машинах и устройствах.

Известен щеточно-коллекторный узел (Авторское свидетельство СССР №1815710), содержащий коллектор, на котором установлены диаметрально-противоположные щеткодержатели с разнополярными токосъемными щетками и щеткодержатели с дополнительными щетками. Дополнительные щетки установлены в щеткодержателях на каждую дорожку коллектора. Количество дополнительных щеток на дорожке коллектора определяется из условия получения минимального износа токосъемных и дополнительных щеток.

Известен узел скользящего токосъема электрической машины (Патент РФ №2162261), содержащий контактные кольца, штатные щеткодержатели с подпружиненными токосъемными щетками и подпружиненными дополнительными щетками. Составные части дополнительных щеток соединяются клеем. Дополнительные щетки установлены в штатных щеткодержателях на каждую контактную дорожку кольца между токоведущими щетками.

К недостаткам данных конструкций надо отнести то, что щетка скользит по коллектору, и срок службы машины определяется сроком службы щеток, связанным с их износом. Данные устройства не позволяют передавать без искажения слабые аналоговые и импульсные сигналы из-за повышенного уровня электрических шумов в месте контакта. Также к недостаткам этих устройств надо отнести повышенный уровень шума, сложность конструкции, большие габаритные размеры и вес устройств.

Известен поворотный кольцевой узел для передачи больших токов (United States Patent №4372633), содержащий два круглых лежащих в одной плоскости электропроводных кольца, установленные между ними в зазоре упругие нитевидные круглые контуры, в поворотном контакте с которыми расположены разделительные детали, удерживающие детали, которые удерживают разделительные детали в контакте с круглыми контурами.

Известно токосъемное устройство (Авторское свидетельство СССР №660132), содержащее концентрично расположенные неподвижное и вращающееся токопроводящие кольца и установленные между ними с напряжением упругие токопроводящие кольца и сепаратор. Данное устройство является наиболее близким аналогом, (прототипом) заявляемого изобретения.

К недостаткам данных конструкций следует отнести низкую пропускную способность по току и повышенный уровень шума. Также недостатком является то, что контактные поверхности контактных колец блоков имеют сферическую форму, а промежуточное кольцо имеет цилиндрическую поверхность, вследствие этого контакт происходит по четырем точкам, а не по всей поверхности, что предъявляет повышенные требования к точности изготовления деталей и не позволяет улучшить контакт между рабочими органами.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является передача без искажения слабых аналоговых и импульсных сигналов. Техническими результатами при реализации изобретения являются, в частности, уменьшение искажения формы сигнала, исключение трения скольжения, улучшение контакта между рабочими органами, обеспечение постоянства переходного сопротивления, снижение габаритов, массы, повышение надежности, долговечности, электрической прочности, снижение уровня шума и вибрации, исключение искрения, повышение эксплуатационных характеристик и упрощение технологии изготовления и сборки.

Влияние на достижение указанных технических результатов оказывают нижеприведенные отличительные признаки. Вращающееся контактное устройство вместо коллектора и щеток содержит два блока контактных колец, расположенных соосно с помощью подшипников. Между блоками контактных колец находятся промежуточные кольца, осуществляющие контакт между кольцами блоков. Для осуществления надежного контакта между контактными и промежуточным кольцами диаметр промежуточного кольца выполнен больше чем разница радиусов контактных поверхностей внутреннего и наружного колец. Размер и форма контактных поверхностей колец блоков и промежуточных колец выбирается из условия необходимости удержания промежуточного кольца в рабочем положении и обеспечения оптимальной поверхности контакта. Количество промежуточных колец, осуществляющих контакт между парой контактных колец, может быть увеличено до 2 и более.

На фиг.1 и 2 приведен чертеж конструкции вращающегося контактного устройства в разрезе.

Вращающееся контактное устройство (фиг.1, 2) содержит два блока контактных колец 1 и 2, расположенных соосно с помощью подшипников 3 и 4, между которыми находится промежуточные кольца 5, осуществляющие контакт между вращающимися блоками 1 и 2. Каждое контактное кольцо блока состоит из металлической (контактной) части 6, конструктивно соединенной с опорно-изоляционной частью 7. В каждой опорно-изоляционной части 7 имеется паз 8 для вывода контактных проводов блоков контактных колец. Такая конструкция блоков контактных колец позволяет улучшить технологию изготовления и сборки блока контактных колец, получить возможность изготовления колец различными способами, достигнуть многовариантности конструкций установки блоков контактных колец. Контактные кольца блока 1 выполнены с наружной контактной поверхностью, контактные кольца блока 2 - с внутренней.

Для удержания промежуточного кольца в рабочем положении контактные поверхности могут быть выполнены различными способами. В одном случае, контактные поверхности контактных колец блоков могут быть выполнены с буртиками, а промежуточное кольцо иметь цилиндрическую контактную поверхность. В другом случае контактные поверхности контактных колец блоков могут быть выполнены в виде части сферы, внутренней или наружной, и тогда контактная поверхность промежуточного кольца выполняется так же в виде сферы, наружной или внутренней соответственно. Для удержания промежуточных колец в рабочем положении они могут быть объединены сепаратором.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к узлам токосъема, и может быть использовано в электрических машинах и устройствах. Устройство состоит из неподвижной и вращающейся части, а вместо коллектора и щеток, содержит два блока контактных колец, между которыми находятся промежуточные кольца, осуществляющие контакт между кольцами блоков, причем диаметр промежуточных колец выполнен больше, чем разница радиусов контактных поверхностей колец блоков. Форму контактных поверхностей колец блоков и промежуточных колец выбирают из условия необходимости удержания промежуточного кольца в рабочем положении и обеспечения оптимальной поверхности контакта. Для удержания колец в первоначальном положении, промежуточные кольца могут быть объединены сепаратором. Технический результат - передача без искажения слабых аналоговых и импульсных сигналов за счет обеспечения постоянства переходного сопротивления. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Вращающееся контактное устройство, состоящее из неподвижной и вращающейся части, содержащее два блока контактных колец, между которыми находятся промежуточные кольца, осуществляющие контакт между кольцами блоков, причем диаметр промежуточных колец выполнен больше, чем разница радиусов контактных поверхностей колец блоков, отличающееся тем, что контактные поверхности контактных колец блоков выполнены с буртиками, а промежуточное кольцо имеет цилиндрическую контактную поверхность или контактные поверхности контактных колец блоков выполнены в виде части сферы, внутренней или наружной, а контактная поверхность промежуточного кольца выполнена в виде части сферы, наружной или внутренней соответственно.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что количество промежуточных колец, осуществляющих контакт между парой контактных колец, может быть увеличено до 2 и более.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что промежуточные кольца объединены сепаратором.