Щеткодержатель с автоматической заменой изношенных щеток Советский патент 1983 года по МПК H01R39/40 

2.Щеткодержатель по п.1, о t гличающийся тем, что пружина выполнена в виде плоской спиральной пружины.

3.Щеткодержатель по п.1, от личаювдийся тем что нажимной элемент выполнен в.виде двух цилинд{жческих пружин сжатия кото, рые связаны с пластиной с зубом, при этом пластина взаимодейбтвует со щеткой .

1.ЩЕТКОДЕРЖАТЕЛЬ САВТОМАТИ ЧЕСКОЙ ЗАМЕНОЙ ИЗНОШЕННЫХ ЩЕТОК, содержащий корпус с прорезями и с каналами, и которых расположены ра бочая и запасные щетки, пружина, связанная одним концом с корпусом, стопор поворота и нажиМные элемент с зубьями, расположёнными в прорезях корпуса, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения на дежности за счет вывода изношенной щетки из рабочей зоны с помощью ме ханических средств , он снабжен П- образным kpoнштёйнoм с цапфами и кожухом, кожух имеет форму улитки и состоит из неподвижной жестко связанной с кронштейном части с окном 8 месте излома обечайки и из подвижной части, которая шарнирно связана с неподвижной частью, при этом кожух охватывает корпус, который выполнен 8 виде подвижного барабана с двумя хвостовиками, расположенными в цапфа:х кронштейна, и с радиальными кансшамй, которые выполнены с возможностью поочередного совмещения с окном кожуха для перемещения щетки к коллектору, упомянутая tipyжина предварительно закручена и расположена вокруг оси врадения корпуса и связана другим своим концом с неподвижной частью кожуха, стопор поворота выполнен в виде ребра, которое жестко связано с неподвижной частью кожуха и расположено параллельно рабочей щетке, а зуб нажимного элемента нёисодится в контакте с указанным ребром кожуха в процессе износа рабочей щетки и имеет возможность выхода из этрго контакта при . максимёшьном износе рабочей щетки для обеспечения свободного вращения корпуса.

Изобретение относится к электрот технике, в частности к конструкциям щеткодержателей для электрических машин с автоматической заменой изношенных щеток.

Известен щеткодержатель с автоматической заменой изношенных щеток, содержащий корпус, в котором расположен нажимной элемент, щетка, запасные щетки и пружина, замена щетки осуществляется с помощью электрической цепи управле ния Cl J.

Недостатком известного устройства является наличие электрических элементов, а именно конечного Выключателя, реле времени и индуктора, включенного в электрическую цепь, которые обеспечивают вывод изношенной щетки из контакта с коллектором. Использование электрических элементов усложняет конструкцию Щёткодержателя и увеличивает трудоемкость его технического обслуживания, так как электрические элеМенты требуют частых профилактических осмотров. :

Наиболее близким к предлагаемому является щеткодержатель с авто матической заменой изношенных щеток содержащий неподвижный корпус ic прорезями и с каналами, в которых расположены рабочая и запасные щетки, пружина, связанная одним кбнцом с корпусом, стопор поворота и нажимные элементы с зубьями, расположенньи и в прорезях корпуса 23.

Недостатком является от.сутствие вывода изношенных щеток из контакта с коллектором.

При этом.корпус.со щетками неподвижен и расположен вдоль оси вращения коллектора, а смещающее yctpoftство передвигает только нажимныеэлементы. Нахождение изношенной щетки в контакте с коллектором вызывает дополнительный электрический износ коллектора за счет дугообразования между изношенной щеткой и коллектором и дополнительную вибрацию щеткодержателя, что приводит к более частым отрывам рабочей щетки от коллектора и снижению, надежности контакта.

2

Цель изобретения - повышение надежности за счет обеспечения вывода изношенной щетки из рабочей зоны с помощью механических средств.

5 Поставленная цель достигается тем,

что щеткодержатель с автоматической заменой изношенных щеток, содержащий : корпус с прорезями и каналами, в которых расположены рабочая и запасные.О; щетки, пружиняг связанная одним концом с корпусом, стопор поворота и нажимные элементы с зубьями, расположенными ё корпуса, снабжен П-обраэнЁЗМ кроншт йном с цапфаи ма и кожухом, кощух имеет форму улитки и состоит из йеподвижной жестко связанной с кронштейном части с окном в месте излома обечайки и из подвижной части, которая шарнирно

. связана с неподвижной частью, при

9 этом кожуХ охватывает корпус, который выполнен в виде подвижного барабана с двумя хвостовиками, располо женными в цапфах кронштейна, и с радиальными каналами, которые выпол 5 иеуы с возможностью поочередного совмещения с окном кожуха для перёмеадения щетки к коллектору, упомянутая пружина предварительно закручена и расположена вокруг оси

30 вращения корпуса и связана другим своим концом с неподвижной частью кожуха, ci-oiiop поворота выполнен в виде рёбра, которое жестко связано с неподвижной частью кожуха и

35 расположено параллельно рабочей

щетке, а эуб нажимного элемента находится в контакте с указанным

ребром кожуха в процессе износа рабочей щетки и имеет возможность хода из этого контакта при максимальном износе рабочей щетки для обеспечения свободного вращения корпу са. :.. . . , . 45 Кроме того, пружина может efetib

выполнена в виде плоской спиральной пружины.

При этом нажимной элемент выполнен в виде двух цилиндрических пружин сжатия, которые связаны с пластиной с зубом, при этом пластина взаимодействует со щеткой.

На фиг. 1 показан щеткодержатель с автоматической заменой изношен--, ных щеток, фронтальный вид; на фиг. 2 - щеткодержатель, поперечный разрез.,

Устройство содержит кронштейн 1 5 с цапфами 2, кожух с неподвижной частью 3, выполненной с окном 4, и ПОДВИЖНОЙ.5, стопор поворота в виде ребра 6, корпус 7 с хвостовиками 8, рабочую 9 и запасные 10 щетки, )0 пружину 11 и ааткямнае элементы 12 с зубом 13.

Щеткодержатель при помощи кронштейна 1 крепится к траверсе sjrieKTрической машины. Кронштейн 1 имеет |5 П-образнуЛо. фосму и две цапфы 2 и охватывает кожух с наружной стороны. Цапфы 2 кронштейна 1 имеют, например, подрипники скольжения, и служат для шарнирного закрепления хво- « стрвиков 8 корпуса 7. К-кронштейну 1 жестко прикреплена неподвижная часть кожуха 8, которая выполнена с окном 4 в месте излома обечайки. Поднятый край окна 4 неподвижней час- ти 3 вьшолняет роль храповика, а опущенный кра1й окна 4 позволяет вывести рабочую щетку 9 из рабочей зоны при максимальном износе. Подвижная часть 5 кожуха шарнирно связана с неподвижной частью 3 и. слу- 30 жин для доступа к каналам корпуса 7 при замене щеток 10. Части 3 и 5 кожуха образуют .форму улитки, что обеспечивает ввод .в зону контакта только одной щетки и последукйадй ее 35 вывод при максима Льном износе. Ребро 6 жестко связано с неподвижной частью 3 кожуха и ныполне)ао как Одно целое С ним. Ребро б расположено параллельно прорези рабочей щетки 9 j между корпусом 7 и частью 3 кожуха. При этом нижний край ребра 6 образует зазор 0,5 - 3 мм с верхней кромкой зуба 13 нажимного элемента 12 при достижении максимальной величи- 45 ны износа рабочей щетки 9. Корпус 7 выполнен в виде барабана с двумя хвостовиками 8 в центральной части и радиальными каналами. На одной торцовой поверхности корпуса 7, ко- «п торая обращена к ребру 6, имеются йрорези для зубьев 13 нажимных элеентов 12. Корпус 7 расположен внутри частей 3 и 5 кожуха и имеет возожность свободного вращения за счёт i ра:змещения хвостовиков 8 в цапфгьх 2; кронштейна 1. Рабочая 9 и запасные 10 етки с нажимными элементами 12 расположены в каналах корпуса 7. Рабо- чая щетка 9 проходит через окно 4 : неподвижной части 3 кожуха и взаимо- 60 ействует с коллектором. Запасные етки 10 опираются на обечайку частей 3 и 5 кожуха. Для вращения коруса 7, при замене изношенной щетки 9, щеткодержатель имеет пружи- 5

ну 11, например, в виде плоской спиральной заводной пружины. Один конец пружины 11 связан с KojpnycoM 7,, а другой - с неподвижной частью 3 кожуха, при этом пружина 11 расположе на вокруг оси вращения корпу;са 7. Нажимной элемент 12 служит для создания постоянного давления на щетки 9 и 10 и выполнен, например, в виде 2-х цилиндрических пружин сжатия, связанных с пластиной, имеющей зуб 13. При этсм зуб 13 нажимного элемента 12 может взаимодействовать с ребром б, когда запасная щетка 10 входит в окно 4 кожуха и становится рабочей.

Устройство работает следующим образом.

При работе электрической машины рабочая щетка 9 постоянно прижата к коллектору нажимным элементом. llTT Корпус 7 ПРИ этом не вращается, так как этому препятствует взаимодействие зуба 13 нажимного элемента 12 с ребром б с одной стороны, и взаимодействие рабочей; щетки 9 с верхней кромкой окна 4 неподвижной части 3 кожуха с Д1,ругой стороны. В процессе работы электрической машины рабочая щеТка 9 изнашивается и при достижении максимальной величины допустимого износа зуб 13 нажимногч элемент та 12 выходит из вза имодействия с ребром б. Так как между ними в этом полож1ении образуется зазор. Это обеспечивает свободный поворот корпуса 7 под действием вращающего момента от пружины 11. Вращение происходит до тех пор пока зуб 13 следующего нажимного элемента 12 из вой дет в контакт с ребром б и следующая запдсяая щетка 10 не войдет во взаимодействие с коллектором. При этом заяасвая щетка становится рабочей. РЫХОД изношенной щетки 9 из контакта с коллектором и ее вход в кожух осуедествляется за счет перемещейия изношенной тетки 9с коллектора йа прилив неподвижной части 3 кожуха. При использовании всех запасных щеток 10 происходит их замена при техническом обслуживании щеткодержателя. Для чего открывается под вижная 5 кожуха и вынимается корпус 7, и щетки 9 и 10 заменяются на новые. После этого корпус .ставят на место, закрутив предварн тельно пружину 11. Кожух закрывается и щеткодержатель готов к работе.

В следствие разброса физико-механических свойств щеток, выработка их до максимальной величины происходит в различное время. Это приводит к необходимости замены только одной щетки при техническом обслуживании ;чцеткодержателей двигателя. Указанные причины ведут к частным техническим обслуживаниям щеткодержат&лей и к аварийным отключениям секции двигателя при движении.

Применение предлагаемого щеткодержателя в электрических., машинах позволит с помощью механических средств произвести автоматическую замену изношенных щеток на новые без останова двигателя и устано) вить 3 и более запасных цеток. Это исключит аварийное OTKjrB04eHHe сек-, ций двигателя, так как механические

средства постоянно следят за щеткой и при ее полном износе или аварийном разрушении заменяют на запасную щетку. Данное преимущество особенно важно для двигателей транспортных средстве Установка запасных щеток увеличивает промежуток времени между техническими обслуживанияМи щеткодержателей в 4 и более раз, так как в щеткодержателе новой конструкции минимум 4 щетки, а в старой - одна.