Токосъемное устройство Советский патент 1983 года по МПК H01R39/28 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствс1м, осуществляющим электрическую связь между перемещающимися (в данном слу чае, вращающимися)Ътнооительно друг Друга частями машин приборов, технологических агрегатов,- т.е. токосъ емникам, а используемый в устройств принцип токоперёдачи может быть использован как для прямолинейного, так и плоского криволинейного воз. вратно-поступательного движений. Известны токосъемные устройства, содержащие подвижное кольцо, которое обеспечивает электрический контакт с неподвижным бандажом с помощью трех токопроводящих колец, насаженных на упругие деформируемые (например, резиновые) ступицы. Относительное расположение колец определяется наличием сепаратора (угол 120°,. что позволяет удерживать бандаж в положении, концентрич ном кольцу. При относительном враще . НИИ кольцо усилием контактного трения качения сообщает кольцам планетарное движение, при котором они,, перекатываясь по внутренней поверхности бандажа, осуществляют электри ческую связь в устройстве ClD. Наличие в данных устройствах ограниченного количества (только двух точек в к.аждом упругом элементе) кон тактных токопередагацих сопряжений не позволяет получить надежное усреднение переходного сопротивления и приводит к улучшению качества передаваемого сигнала из-за повышения уров ня позиционной флуктуации переходного сопротивления. Значительная флуктуация (неравномерность) переходного сопротивления вызывается циклическими изменениями контактного давления в точках токопе рёдачи, обусловленными ограниченной податливостью упругих элементов и биением контактных поверхностей, образующих пространство, в котором перемещаются упругие элементы. Кроме того, для этих устройств характерны присутствие в зоне работы упругих элементов продуктов износа трущихся частей конструкции сепараторного уст ройства, отсутствие из-за замкнутых (кольцевых) конфигураций контактных колец и сепараторов возможности выполнения ревизии, ремонта и восстановления устройства на валах, не име ющих свободного доступа с торца, отсутствие возможности выборочной замены упругих контактных элементов S MHOtOK анализ ном исполнении данных устройств,наличие дополнительного вредного трения, вызванного осевыми усилиями, удерживающими сепараторный узел в заданном осевом положении необходимость свободной плаваю- . щей установки бандажа с дополнительным введением в электрическую цепь гибкого проводного звена, значительная технолог ическая сложность изготовления деталей и сборки устгройств, обусловленная большим коли-. чеством и требованиями точности входящих деталей. При этом не исключено (из-за наличия сепаратора) относительное rtpocкальзывание токопередающих поверхностей, вызванное погрешностью изгог товления контактных упругих элементов, помещенных в одном канале. Наиболее, близким к из.обретеншо по технической сущности является токосъемное устройство, содержащее концентрйчно расположенные неподвижное и вр ащающи ее я ток опров о дящие кол1 ца, между которыми установлен упругий токопровод}Я1Яий элемент 12 3. Однако для;известного .устройства характерна недостаточная надежности i Цель изобретения - повышение надежности и качества передачи алектрических Сигналов, снижение стоимости изготовления и улучшение показателей ремонтопригодности и снижение момента вращения. . Поставленная цель достигается тем что упругий токОПроводящйй элемент выполнен в виде замкнутой цилиндрической пружины, установленной в ж.елобах, которые выполнены на контактных пoвepkнocтяx колец, при этом радиус сопряжения створок желобов выбран меньще радиуса навивки цилиндрической пружиЕШ, а угол раствора желобов выбран в пределах от 30-120, а Между контактными кольцами каналов установлены разделитель ные изоляционные шайбы. Кроме того, контактные кольца и , шайбы выполнены разъемными по диамет.радьным сечениям. , . На фиг. 1 изображено токосъемное контактное устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на Фнг. 3 - профиль контактной поверхности контактного кольца. Устройство (фиг. 1) состоит из подвижного, вращающегося корпуса 1, на наружную изолированную поверхность которого жестко через разделительные изоляционные щайбы 2 установлен набор контактных колец 3с наружным расположением желобов. КонцентрИчно корпусу 1 размещен неподвижный корпус 4, во внутреннюю изолированную цилиндрическую полость которого через разделительные изоляционные шайбы 5 жестко .установлен набор контактных колец б так, что оси желобов колец 3 и 6 оказываются размещенными в параллельных плоскостях, перпендикулярных оси вращения корпуса 1. В образованном конструктивным вы Бором диаметром колец 3 и б и ограни ченном в осевом направлении изоляцио ными шайбами 2 и 5 пространстве, поме ,1дены упругие контактные элементы 7;, заполняя по дуге с.(фиг. 2) желоба пары колец, лежащих в одной общей . плоскости (канале токо11еред;ачи) . ДЛЯ обеспечения возможности сборки устройства, на бесконечных валах, а также контро 1я и замены в упругйХ контактных элементах корпу са 4 выполнены состоящими из двух; половин сопрягающихся соответственг но по .плоскости Р, и, Профиль жело.бов (фиг. 3) колец 3 и б выполнен по параметрам у и R так, что при фиксированном значении удельного усилия S элемента 7 на контактные кольца обеспечивается необходимое для уверенной токопередачи контактно д.авлени-е N... , ассм6трим работу предлагаемого устройства на одной из возможных модификаций его, исполнения (для случая-: вращательного движения) . Электрический сигнал подводится к контактному; кольцу б, расположенному на электрически изолированном Корпусе 1, который в свою очередь жестко закреплен на неподвижной части мааганы. Передача электрического , сигнала между кольцами 3 и б осущест вляется через, податливый упругий токопроводящий элеменф 7, расположенны в пространстве между этими кольцами, V Элемент 7, представляющий собой, бесконечную (замкнутую в кольцо), на пример -цилиндрическую плотно навитую внатяг пружину (наружный диаметр пру жины 2 - 10 мм) из проволоки например, круглого сечения с низким удель йьм электрическим сопротивлением и вь1соким пределом упругости (напр.имеР нормализованная бронза Бр.Б-2) Конструктивно элемент 7 выполнен сле ; дующим образом навивка, замок, термообрабртк.а, покрытие. Один из возможных технологич0ских npoiieccoB изготовления упругих токопередающих элементов состоит в следующем: навивка внатяг пружинной заготовки с характеристикой растяже ния (Р-РО ) , где Р о начальный натяг навивки; Р - растягивающая нагрузка) с - жесткость пружины раз делка -торцов -пружины по замок; сбор ка Замка и его очистка, термообрабо ка (нормализация, старение), гальва ническая обработка (пассивная. Сере рение, золочение). Межкаиальную гуоляцию колец 3 и обеспечивают изоляционные шайбы 2 При pa6ote устройства вращение корпуса 1 относительно корпуса 4, соответственно, приводит к переметив нию кольца 3 относительно кольца б. Находящийся в пространстве между ними упругий едеформированный токопроводящий элемент 7 в ходе такого движения осуществляет перекрывание по контактным поверхностям колец 3 и 6 . 6s3 скольжения, сохраняя при этом угол охвата ot неизменным по величине. При этом осуществляется передача электрического сигнала, поскольку одновременна на jnyre элемент 7 по- стоянно в ходе своегодвижения остается в многоточечном (число.витков пружины, уклсщывающееся в сектор, определяемый,углом Ы) контакте с . токонррводящими кольцами 3 к 6. Использование изобретения по сравнению с известным значительно повы- . шает надежность передачи электрического сигнала из-за резкого увеличения показателя усреднения переходного сопротивления, на порядок сии- , жает требования по точности относительного расположения рабочих поверх- . ностейтокоподводящих колец, дает: возможность ревизии, замены упругих токопередающих элементов выборочно IB любом произвольно взятом канале устройства и установки устройства на срединный участках валов без разборки их подшипниковых узлов и на- рутения кинематических связей о:снащаемой данным устройством машины. Лри этом .существенно .снижается трудоемкость изготовления и габариты устройства, так как яск.лючен сепараторный узел и сокращено количество упругих токопередающих эле ментов (один в каждом канале;.-вместо тр.ех, используемых в известных уст- ройствах), увеличивается ресурс работы устройства за счет резкого увеличения количества контактных токо- . проводящих площадок в каждом канале и снижения необходимого для уверенной передачи сигнала удельного контактного давления существенно упрощается конструкция устройс-Ева из-за отсутствия необходимости делать неподвижное токоприемное кольцо пла вающим, увеличивается ресурс работы, так как необходимый уровень ; контактного давления .в устройстве может быть оптимизирован посредством соответствующего выбора конструктив- : ных параметров желобов контактных колец без увеличения упругих напряжений кручения в проволоке токопроводящего упругого элемента. Эти преимущества предлагаемого изобретения обусловлены, в части увеличения коммутационной надежности, высокой степенью усреднения переходного сопротивления. Снижение требований по точности взаимного расположения контактных колец достигается выбором значений : ;/d/, /b/ и /h/ (фиг. 1). Образующиеся при таком выборе осевые (Ь-с|)

1. ТОКОСЬЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее концентрично расположенные неподвижное и вращающееся токопроводящие кольца, между которыми установлен упругий токопроводящий элемент и которые помещены на электрически изолированных корпусах, о т л и ч а ю вд е ее я тем, что, с целью повышения надежности и качества передачи электрических сигнашов, снижения стоимости изготовления, ,улучшения показателей ремонтопригодности, упругий токопроводящий элемент выполнен в виде замкнутой цилиндрической пружины, установленной в желобах, которые выполнены на контактных поверхностях колец, при этом радиус сопряжения желобов выбран меньше радиуса навивки цилиндрической пружины, а угол раствора желобов выбран в пределах 30-120 , а между контактными кольцами кангшов установлены раз делительные изоляционные шайбы. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что контактные кольца и шайбы выполнены разъемньвли по диаметрашьным сечениям. СП 00 со со