ТОКОСЪЕМНИК Российский патент 2007 года по МПК G01D5/252 

Данное изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для коммутации цепей электрического тока от неподвижных частей приборов к подвижным.

Известны токосъемники, состоящие из коллектора с кольцами и разделяющими их изоляционными стенками, щеток, введенных в контакт с кольцами [1].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является токосъемник [2], содержащий корпус, коллектор с n кольцами желобкового типа, выполненными из золотоникелевого сплава ЗлХ-0,5 и отделенными друг от друга электроизоляционными стенками, два щеткодержателя, расположенные в корпусе симметрично относительно продольной оси коллектора, закрепленные в щеткодержателях щетки, выполненные из золотомедного сплава ЗлМ-800 и введенные в контакт по поверхности желоба с каждым из колец с двух диаметрально противоположных сторон.

Недостатком такого токосъемника является недостаточная надежность вследствие износа щеток и колец токосъемника.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности токосъемника.

Данный технический результат достигается в токосъемнике, содержащем корпус, коллектор с n кольцами желобкового типа, выполненными из золотоникелевого сплава ЗлХ-0,5 и отделенными друг от друга электроизоляционными стенками, два щеткодержателя, расположенные в корпусе симметрично относительно продольной оси коллектора, закрепленные в щеткодержателях щетки, выполненные из золотомедного сплава ЗлМ-800 и введенные в контакт с каждым из колен по поверхности желоба с двух диаметрально противоположных сторон, тем, что кольца выполнены с ковкой со стороны торцевых поверхностей со степенью уковки 1,1-1,3 со скоростью деформации 50-250 ¹/с.

При выполнении колец с ковкой со стороны торцевых поверхностей со степенью уковки 1,1-1,3 со скоростью деформации 50-250 ¹/с происходит повышение прочности колец и увеличение их износоустойчивости. В результате увеличивается долговечность колец и повышается надежность токосъемника,

На фиг.1 приведен общий вид токосъемника, на фиг.2 - разрез токосъемника по плоскости, перпендикулярной продольной оси коллектора, на фиг.3 - узел контакта ветви щетки с кольцом в увеличенном масштабе.

В корпусе 1 токосъемника (фиг.1) на подшипниках 2', 2" посредством оси 3 установлен коллектор 4 с продольной осью 5-5. В коллекторе 4 установлены кольца 6', 6"...6⁽ⁿ⁾ с отходящими от них проводниками 7', 7"...7⁽ⁿ⁾. Кольца 6', 6"...6⁽ⁿ⁾ изготовлены из золотоникелевого сплава ЗлХ-0,5 и отделены друг от друга электроизоляционными стенками 8', 8"...8^(n-1).

С кольцом 6' коллектора 4 с одной стороны введена в контакт одна ветвь 9' первой щетки, а с диаметрально противоположной стороны - вторая ветвь 9" первой щетки. В контакт с кольцом 6" с одной его стороны введена одна ветвь 9'" второй щетки, а с диаметрально противоположной стороны - вторая ветвь 9^IV второй щетки.

Соответственно, с n-м кольцом с одной его стороны введена в контакт одна ветвь 9^(2n-1) n-й щетки, а с диаметрально противоположной стороны - вторая ветвь 9⁽²ⁿ⁾ n-й щетки.

От первой щетки в токосъемнике проведен проводник 10', от второй щетки - проводник 10", соответственно от n-й щетки - проводник 10⁽ⁿ⁾.

Корпус 1 закрыт крышкой 11. Щеткодержатели 12', 12" (фиг.2) установлены в корпусе 1 симметрично относительно продольной оси 5-5 коллектора 4. Каждая щетка выполнена в виде пружины U-образной формы.

Один свободный конец первой щетки образует ее первую ветвь 9', второй свободный конец образует вторую ветвь 9". Другие концы первой и второй ветвей 9' и 9" первой щетки закреплены в щеткодержателе 12' и соединены тыльной частью 13'. Все щетки с нечетными номерами установлены в щеткодержателе 12'.

Один свободный конец второй щетки образует ее первую ветвь 9"', второй свободный конец образует вторую ветвь 9^IV. Другие концы первой и второй ветвей 9"' и 9^IV второй щетки закреплены в щеткодержателе 12" и соединены тыльной частью 13" второй щетки.

Все щетки с четными номерами установлены в щеткодержателе 12".

Все щетки выполнены аналогичным образом из золотомедного сплава ЗлМ-800.

Первая ветвь 9' первой щетки (фиг.3) расположена в желобе 14 первого кольца 6', имеет поперечное сечение круглой формы с диаметром d окружности, центр О которой находится на оси симметрии 15-15 первого кольца 6'. Поверхность 16 первой ветви 9' первой щетки контактирует с поверхностью 17 желоба 14 первого кольца 6', с поверхностью 17 желоба 14 первого кольца 6' также контактирует поверхность 16 второй ветви 9" первой щетки.

Кольца 6', 6"...6⁽ⁿ⁾ выполнены с ковкой со стороны их торцевых поверхностей 18, 19 со степенью уковки 1,1-1,3 со скоростью деформации 50-250 ¹/с.

При изготовлении колец посредством штампа производится вырезка из плоской заготовки конфигурации колец и ковка со стороны торцевых поверхностей 18, 19. При ковке со степенью уковки 1,1-1,3 первичные кристаллы сплава ЗлХ-0,5 дробятся, вытягиваются в радиальном направлении колец и выстраиваются так, что волокна располагаются по радиусу от центра колец. В результате прочность сплава ЗлХ-05 вдоль волокон увеличивается. При ковке со скоростью деформации 50-250 ¹/с происходит нагрев кольца, что вызывает упорядочение кристаллической структуры сплава ЗлХ-0,5, снятие внутренних напряжений, заваривание пузырей, трещин, пор и упрочение кольца. Увеличение прочности колец 6', 6"...6⁽ⁿ⁾ вызывает повышение их износоустойчивости.

Токосъемник работает следующим образом. Корпус I закрепляется на неподвижной части, а коллектор 4 - на подвижной части прибора. При перемещении подвижной части прибора относительно неподвижной части электрический сигнал с подвижной части, например, передается по проводнику 7' через поверхность 17 желоба 14 в кольце 6' по первой ветви 9' первой щетки 12' и проводнику 10' во внешнюю цепь в неподвижной части прибора.

Вследствие повышения износоустойчивости колец 6', 6"...6⁽ⁿ⁾ повышаются их долговечность и надежность токосъемника.

Источники информации

1. Патент США №3.321.980, НКИ 74-5, МКИ G01С 19/40. Гироскопическое устройство. 1967 г.

2. Свидетельство на полезную модель №16311, кл. G01D 5/252. Токосъемник. 2000 г.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для коммутации цепей электрического тока. Токосъемник содержит корпус, коллектор с n кольцами желобкового типа, выполненными из золотоникелиевого сплава ЗлХ-0,5 и отделенными друг от друга электроизоляционными стенками, два щеткодержателя, закрепленные в щеткодержателях щетки, выполненные из золотомедного сплава ЗлМ-800. Кольца в нем выполнены с ковкой со стороны торцевых поверхностей со степенью уковки 1,1÷1,3 со скоростью деформации 50÷250 ¹/с. Техническим результатом является повышение надежности токосъемника. 3 ил.

Токосъемник содержащий корпус, коллектор с n кольцами желобкового типа, выполненными из золотоникелиевого сплава ЗлХ-0,5 и отделенными друг от друга электроизоляционными стенками, два щеткодержателя, расположенных в корпусе симметрично относительно продольной оси коллектора, закрепленные в щеткодержателях щетки, выполненные из золотомедного сплава ЗлМ-800 и введенные в контакт с каждым из колец по поверхности желоба с двух диаметрально противоположных сторон, отличающийся тем, что кольца выполнены с ковкой со стороны торцевых поверхностей со степенью уковки 1,1÷1,3, со скоростью деформации 50÷250 с^-1.