Токосъемное устройство Советский патент 1983 года по МПК H01R39/02 

(54) ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для передачи электрических сигналов с неподвижной части прибора на вращающуюся. Известно токосъемное устройство, содержащее корпус, в котором установ лены токосъемные щетки, изолированные друг от друга, и расположенный вдоль оси корпуса цилиндрический ротор, имеющий металлические контактные кольца с подпаянными проводами, и изоляционные перемычки. Каждая токосъемная щетка находится в контакте с соответствующим ей контактным кольцом и при вращении ротора скользит по его поверхности, образуя скол зящий электрический контакт. Каждая такая пара кольцо-щетка образует ком мутирующую цепь токосъемного устройства, изолированную от корпуса и дру гих коммутирующих цепей. Корпус устройства закрепляется на неподвижной части прибора, ротор соединен с подвижной частью 1. Недостатком такого устройства является большой вес и габариты, что не позволяет использовать его в малогабаритных приборах. Наиболее близкой к предлагаемой является конструкция токосъемного устройства, которая состоит из металлического корпуса, в подшипниковых опорах которого установлен цилиндрический ротор. В корпусе закреплены и-образные упругие токосъемные щетки, которые находятся в контакте с гладкими :контактными кольцс 54И ротора. Токосъемные щетки запрессованы во втулку из изоляционного материала и образуют с ней блок щеток, закрепленный в пазу корпуса 2. Недостатком известной конструкции являются большие габариты. В этой конструкции щетки сразу ;собраны в блок и жестко закреплены одна относительно другой. Кольца в роторе также жестко закреплены друг относительно друга,- При расположении первой щетки посередине первого кольца последняя щетка не совпадает с серединой последнего кольца из-за наличия допусков на изготовление деталей, поэтому ширину кольца необходимо делать существенно больше толщины щетки, что не позволяет в конструкции прототипа уменьшить ширину кольца ниже определенного предела, определяемого точностью изготовления деталей и, следовательно/ уменьшить габариты устройства. Цель изобретения - уменьшение габаритов устройства и повышение надеж ности контактирования. Для достижения поставленной цели в токосъемном устройстве, содержащем корпус, в подшипниковых опорах котоpprcj установлен цилиндрический ро|ТОр, на котором установлены изолированные друг от друга контактные .коль ца, введенные в контакт с изолирован ными друг от друга токосъемными U-об -разными упругими щетками/ на рабочей поверхности контактных колец выполне ны V-образныё-канавКи/ в корпусе уст ройства симметрично его продольной оси установлены две изоляционные пла ты с пазами, в каждом из которых с зазором расположена средняя часть то косъемной щетки/ пазы изоляционных плат расположены напротив упомянутых канавок контактных колец, и концы ще ток с натягом установлены в эти кана ки, пазы изоляционных плат с установ ленными в них и в канавки колец щетками заполнены эпоксидным компаундом Нал1|чие V-образных канавок и зазора между стенками пазов и средней частью щетки заставляет щетку располагаться строго посередине кольца коллектора и позволяет уменьшить ши рину колец и, следовательно, уменьшить габариты устройства и повысить надежность контактирования. На фиг. 1 изображено токосъемное устройство, продольный разрез; на .фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. . Токосъемное устройство состоит из корпуса 1, подшипников 2 и 3, в кото рых установлен ротор 4, имеющий возможность вращения относительно продольной оси корпуса 1. Ротор 4 выпол нен в виде цилиндра из изоляционного материала/ на котором установлены изолированные друг от друга контактные кольца 5. Рабочая поверхность каждого кольца имеет V-образную кана ку 6. На корпусе 1 симметрично его продольной оси закреплены две изоляционные платы 7. На наружной поверхности плат 7 выполнены пазы 8. Платы 7 установлены таким образом/ что пазы 8 располагаются напротив канавок 6/ при этом пазы одной платы рас полагаются напротив четных колец 5/ а другой - напротив нечетных. Упру гие токосъемные щетки 9 выполнены/ например, из Пружинной проволоки/ из контактного материала/ и имеют и-образную форму,. Ширина пазов 8 больше толщины щеток 9, Концы 10 и 11 каждой щетки 9 окйатывают соответствующ е контактное кольцо 5 и установлены в его канавке б с натягом. Средняя часть 12 щетки 9 расположена в пазу 8 с зазором. К щеткам 9 подпаяны монтажные провода 13 Так как ширина паза 8 больше толщины щетки 9/ последняя под действием канавки 6 всегда располага.ется посередине соответствующего кольца 5 независимо от погрешностей изготовления ротора 4. Контактное усилие/ обеспечивающее поджатие щетки 9 к кольцу 5, возникает при сопряжении щетки 9 с кольцом 5 за счет сил упругости и соответствующей геометрии этих элементов. Свободное положениещетки 9 в пазу 8 обеспечивает ее самоустановку относительно кольца 5 в осевом и радиальном направлениях. Для фиксации после их самоустановки пазы 8 вместе с находящимися в них щетками и проводами заполнены эпоксидным компаундом 14. Изоляционная планка 15 и кожух 16 закрывают устройство и защищают его от повреждений. Токосъемно.е устройство работает следующим образом. При вращении ротора 4 токосъемные щетки 9 скользят по поверхности канавок 6 контактных колец 5, образуя скользящий электрический контакт/ и осуществляют передачу электрических сигналов с неподвижного корпуса 1 на вращающийся ротор 4. При этом канавки 6 центрируют щетки 9, застав.ляя их располагаться точно по центру кольца 5. За счет точного расположения щетки 9 по центру кольца 5 появляется возможность уменьшить толщину последнего. При фиксации концов щетки в осевом направлении канавок вследствие неточности изготовления коллектора и неточности расположения коллектора относительно блока щеток в конструкции, где щетки залиты в блок, могут возникнуть силы, направ ленные вдоль оси коллектора и стремящи-еся . вывести щетку из канавки. Для предотвращения такого явления в предлагаемой конструкции средние части 12 щеток 9 установлены в пазы 8 изоляционных плат 7, расположенных на корпусе. Так как на каждой плате 7 закреплена половина количества щеток 9, то расстояние между соседними щетками 9 на плате 7 вдвое больше расстояния между соседними кольцами 5 ротора 4, что позволяет сделать ширину пазов 8 достаточно большой, и средняя часть 12 щеток 9 расположена в пазах 8 свободно, с зазором/ вследствие чего исключена возможность возникновения сил/ стремящихся вьшести щетау из канавки. После заливки 8 эпоксидным компаундом каждая щётка фиксируется в этом положении. При работе токоподвода цетки не испыты вают действия сил/направленных вдоль оси коллектора/что Повышает надежность работы токоподвода. Использование