Токосъемное устройство Советский патент 1983 года по МПК H01R39/28 

tsS

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам ля токосъема, и может быть, использовано для подвода тока к потребителям, установленным на подвижных и враадающихся частях машин.

Известны токосъемники, служащие для соединения входных и выходных элементов, содержащие контактные части в виде токопроводящих втулок, связанных между собой через TOJCOпроводящие тела качения, образующие между ними шарикоподшипники, и пружину, создающую усилие в осевом направлении 1.

Недостатком известных устройств является жесткость всех-токопроводящих элементов, образующих подшипник качения, что не обеспечивает контакт всех тел качения с токопроводящими втулками и снижает надежность и долговечность токосъемника, а также его работоспособность при передаче токов большой силы из-за плохого контакта отдельных тел качения с втулк;ами. Кроме того, такое устройство требует тщательного подбора токопередаюших тел качения по отклонениям от минимальных диаметров, что усложняет его изготовление.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является токосъем- , ное устройство, содержащее установленные, в корпусе.входные и выходные элементы, на .йоторых установлены контактные элементы, выполненные в виде подшипника упорного типа, содержащего токопроводящие обоймы и установленные между ними токопроводящие тела качения. Благодаря такому устройству токопроводящей втулки обеспечивается контакт практически всех тел качения токосъемника, что повышает его -работоспособность по сравнению с токосъемниками, имеющими только жесткие токопроводящие элементы С23.

Однако известный токосъемник имеет ряд недостатков. Так как токопроводящие втулки выполнены в виде упругих кольцевых контактов, соседние тела каления нужно размещать.на таком расстоянии друг от друга, чтобы сохранились упругие свойства контактов, которые ограничены гибкостью втулки. В связи с этим, при . передаче больших токов увеличиваются габариты токосъемника из-за установ ки дополнительного количества тел качения, каждое из которых может нести определенную нагрузку по току, ограниченную площадью контакта. Между упругими кольцевыми контактами и жесткими ц аровыми телами качения получается точечный контакт, что ограничивает передачу больших токов.

Отвод тепла происходит только с наружной части жестких шаровых тел качения.

Цель изобретения - увеличение токовых нагрузок при сохранении габаритов токосъемника и повышение надежности устройства.

Токосъемное устройство, содержащее установленные в корпусе входные и выходные элементы,, между которыми размещены подшипник упорного типа, содержащий токопроводящие обоймы и, установленные между ними токопроводящие тела качения, снабжено, по крайней мере, тремяжесткими телами качения, размещенными между обоймами и установленными на равном угловом расстоянии друг от Д Езуга, а токопроводящие тела качения выполне.ны в виде упругих роликов, одна из токопроводящих обойм подшипника снабжена пружиной, причем диаметр жестких тел качения выбран меньше диаметра упругих роликов на величину рабочей деформации гибких токопроводящих роликов.

Кроме того, упругие ролики выполнены полыми.

На фиг. 1. показано предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - сечение А-Анафиг. 1; на фиг. 3 - вариан с упругим коническим роликом типа упорного подшипника.

Токосъемник содержит ступицу 1 с установленными на ней подшипниками 2 и выполненным из изолирующего материала вхбдным элементом 3 с жестко закрепленными на нем контактным элементом 4 и токопроводящей обоймой 5. Корпус б, опирающийся на подшипники 2, снабжен установленным подвижно в осевом направлении и сидящим на шпонках 7 выходным элементом 8, выполненным из иэолирующеiro материала и жестко соединенным с контактным элементом 9 и токопроводящей обоймой 10. Токопроводящие упругие ролики 11, расположенные между токопроводящими обоймами 5 и 10, установлены в ячейках выполненного из изолирующего материала сепаратора 12, который центрируется по цилиндрической поверхности входного элемента 3 и опирается на три жестких тела качения 13, образуя таким образом подшипник упорного типа. Три жестких тела качения 13, определяя положение контактных элементов , обеспечивают постоянный заданный зазор между токопроводящими обоймами 5 и 10 в процессе работы. К контактным элементам 4 и 9 присоединены токопрдводящие проводники 14 и токоотводящие проводники 15.В корпусе 6 установлены пружины 16, уплотнители 17.и 18, а фланец 19 корпуса б снабжен, например, шлицами 20, которыми-он соединяется с вращающейся частью 21. Ступица 1 жестко крепится на неподвижной трубчатой оси 22. Так как токосъемник обратим, вращающаяс часть 21-может быть неподвижной, а трубчатая ось 22.- вращающейся. Токосъемник выполнен на одну токосъема, ,несколько линий обеспечиваетсянабором токосъемников. Токосъемни1 работает следующим образом. Выходной элемент 8 с контактньп г элементом 9 и токрпроводящей обой мой 10, вращаясь вместе скорпусом 6 на подшипниках 2 относительно ступицы 1, остается постоянно соеди ненным с входным элементом 3 через перекатывающиеся по токопроводящим обоймам 5 и 10 упругие il. При этом соединение обеспечив и. гея благодаря перемещению подвижного вдоль оси токосъемника выходного -элемента 8, скользящего по корпусу с шпонками 7 под действием пружин 1 по направлению к входному элементу 3 до упора тбкопроводящих обойм 5 и 10 в три жестких тела качения 13, равномерно расположенные по окружности и определяющие расстояние между токопроводящйми обоймами 5 и 1 в процессе работы. Так как усилие пружин 16 вьгбрано больше суммарного сопротивления деформации упругих роликов 11, последние сжимаются на величину, равную разности между диаметром упругих роликов 11 и диаметром жестких тел качения 13. При этом контактные поверхности упругих роликов 11 имеют форму плоmajioK, обеспечивая повышенную, по сравнению с жесткими телами качения плотность тока на каждый упругий ролик. Деформация выбирается такой, чтобы упругие ролики могли свободно перекатываться в ячейках сепаратора 12, выполненных с учётом увеличения диаметра упругих роликов 11 в месте контакта с сепаратором 12. При сравнительно небольшой часто-те вращения для упрощения конструкции упругие ролики 11 могут быть выполнены цилиндрическими, несмотря на то, что по мере удаления от центра окружная скорость на поверхности ролика 11 увеличивается и возникает проскальзывание между роликами и поверхностями прилегающих токопроводящих обойм 5 и 10. Однако на малых частотах вращения проскальзывание из-за незначительной разницы окружных скоростей невелико и компенсируется простотой конструкции. Для повышенных частот вращения упругие ролики могут быть выполнены коническими (фиг. 3) со схождением вершин конусов в одной точке на оси токосъемника. В этом случае проскальзывание осутствует.. , . Использование предлагаемого токосъемника по сравнению с известными позволяет при сохранении габаритов увеличить токовые нагрузки 3. счет большей площади контакта тел качения и лучших условий их охлаждения в процессе работы из-за наличия полости внутри;роликов. Кроме того, повьаяается надежность токосъемника и упрощается его конструкция благодаря отсутствиюнеобходимости , точншч подбором токопроводящих тел качения обеспечить его работоспособность. V

1. ТОКОСЬЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее установленные в корпусе входные и выходные элементы, между которыми установлен подшипник упор- . :ного типа, содержащий токопроводящие обоймы и установленные между ними токопроводящие тела качения, о т л ичающееся тем, что, с целью увеличения токовых нагрузок при сохранении габаритов и повышения надежности работы токосъемника, оно снабжено, по крайней мере, тремя жесткими телами качения, размещенными между обоймами и установленными на равном угловом расстоянии друг от друга, а токопроводящие тела качения выполнены в виде упругих роликов, одна из токопроводящих обойм снаб- жена пружиной, причем диаметр жестких тел качения выбран меньше диаметра упругих роликов на величину рабочей деформации гибких токопро- , водящих роликов. 2. Устройство по п.. 1, о т л и(Л чающееся тем, что упругие ролики выполнены полыми.