Токосъемное устройство Советский патент 1985 года по МПК H01R39/28 

ТИзобретение относится к области электротехники, в частности к токо съемным устройствам, обеспечивающи электрический контакт между соосны ми цилиндрическими электродами, им ющими свободу взаимного углового п ремещения . Известно токосъемное устройство содержащее неподвижный и вращающий ся электроды, снабженные токопрово щими зубчатыми венцами, и установленные между электродами с напряже ем токопроводящие упругие кольца, выполненные в виде гибких зубчатых венцов . В данном устройстве исключена возможность проскальзьгоания упруго го токопроводящего кольца относительно контактирующих с ним поверх ностей. Однако недостатком данной конструкции является отсутствие во можности регулирования контактного усилия. Кроме того, не может быть достигнут контакт по всему профилю зуба, что снижает эффективную площадь контакта и ограничивает величину передаваемого тока. Наиболее близким к данному является токосъемное устройство, сод жащее концентричные неподвижный и вращающийся электроды, снабженные зубчатыми венцами, расположенные с напряжением между электродами упругие токопроводящие кольца с размещенными в них эластичными наполнителями, укрепленные на валах, имеющих каждый зубчатое колесо, кинематически связанное с зубчатыми вен цами электродов, валы установлены со свободой вращения в сепараторе. В устройстве обеспечивается принудительное перекатывание упругого кольца по неподвижному и вращающемуся электродам. Эластичные диски обеспечивают контактное давление в месте контакта упругих колец с неподвижным и вращающимся электродами С21 . Недостатком указанной конструкции является сложность обеспечения заданного усилия прижатия контактирующих поверхностей и отсутствие возможности его регулирования без переборки изделия. Регулирование усилия прижатия может быть осуществлено только селективной подборкой упругих колец и эластичных дисков. Усилие прижатия зависит от сте пени деформации упругого токопро- i водящего кольца, что приводит к жест КИМ Требованиям к точности изготовления элементов устройства. Отклонение размеров нескольких упругих колец в одном токосъемном устройстве приводит к неодинаковым контактным сопротивлениям и соответствующему перераспределению тока, что способствует сншсению надежности работы устройства. Цель изобретения - упрощение регулировки и повышение эксплуатационной надежности. Указанная цель достигается тем что в токосъемном устройстве, содержащем концентричные неподвижный и вращающийся.электроды, снабженные зубчатыми венцами, расположенные с напряжением между электродами упругие токопроводящие кольца с размещенными в них эластичными наполнителями, укрепленные на валах, имеющих каждый зубчатое колесо, кинематически связанное с зубчатыми венцами электродов, каждый вал с эластичным наполнителем упругого токопроводящего кольпа снабжен дополнительным зубчатым колесом, которое установлено на валу с возможностью осевого перемещения и фиксации на нем, кинематически связано с зубчатыми венцами электродов и контактирует торцом с эластичным наполнителем упругого токопроводящего кольца. Зубчат.ые колеса устройства могут быть выполнены из непроводящего материала. На фиг. 1 показано продольное сечение токосъемного устройства по оси упругого токопроводящего кольцу; на фиг. 2 - вид с торца на фиг. 1. Токосъемное устройство содержит концентричные неподвижный 1 и вращающийся 2 электроды, снабженные соответственно зубчатыми венцами 3 и 4. Между электродами I и 2 расположены с напряжением упругие токопроводящие кольца 5 с размещенными в них эластичными наполнителями 6, укрепленные на валах 7. Каждьй из валов 7 имеет зубчатое колесо 8, кинематически связанное с зубчатыми венцами 3 и 4 электродов и 2. Каждый вал 7 снабжен дополнительным зубчатым колесом 9, установленным на валу 7 с возможностью осе3

вого перемещения и фиксации на нем Зубчатые колеса 9 кинематически связаны с зубчатыми венцами 3 и 4 электродов 1 и 2 и контактируют торцами 10 с эластичными наполнителями 6, Для обеспечения осевого перемещения зубчатые колеса закреплены на валах 7, имеющих резьбовой конец 11, с помощью гайки 12, шайбы 13 и пружинной шайбы 14. Делительный диаметр зубчатых венцов 3 равен диаметру контактирующей поверхности 15 (фиг, 2) непод1ВИЖНОГО электрода 1, а депительный диаметр зубчатых венцов 4 равен диаметру контактирующей поверхности 16 вращающегося электрода-2. Зубчатое колесо 8 имеет на одном из торцов цилиндрический выступ 17 а зубчатое колесо 9 - цилиндрический выступ 18.На фиг. 1 показано токосъемное устройство, имеющее одно подвижное в осевом направлении зубчатое колесо 9. При этом зубчатое колесо 8 может быть напрессовано на вал 7, что исключает прокручивание зубчатого колеса относительно вала и улучшает условия передачи крутящего момента от зубчатого колеса 8 к эластичному наполнителю 6, .так как в передаче крутящего момента участвует и вал 7.

Возможно другое выполнение устройства, когда оба зубчатых колеса подвижны в осевом направлении, как зубчатое колесо 9. Это дает возможность выполнить все зубчатые колеса в устройстве одинаковыми.

Устройство работает следующим образом.

Зубчатое колесо 9, перемещаясь с помощью гайки 1 2 вдоль вала 7 вправо (фиг. 1) , нажимает торцом осевого цилиндрического выступа 18 на торец эластичного наполнителя 6, который другим торцом- упирается в торец цилиндрического выступа 17 зубчатого колеса 8, закрепленного на валу 7., Эластичный наполнитель 6, выполненный, например из резины, деформируясь под давлением цилиндрических выступов 17 и 18 зубчатых колес 8 и 9, создает радиальное давление на упругое токопроводящее кольцо 5, выполненное, например, из оплетки радиочастотного кабеля, обеспечивая прижатие по590964

следнего к контактирующим поверхностям 15 и 16 электродов 1 и 2, Усилие прижатия регулируется с помощью гайки 12.

5 При повороте электрода 2 зубчатые колеса 8 и 9 перекатываются по зубчатым венцам 3 и 4. При этом вращающийся момент передается к эластичному наполнителю 6 не тольJO ко через вал 7, но и торцы цилиндрических выступов 17 и 18. Зубчатые колеса 8 и 9 могут быть выполнены из непроводящего материала, что исключает передачу тока через зубчатое зацепление, не обеспечивающее надежный электрический контакт.

Равенство диаметров контактиру, ющих поверхностей 15 и 16 делн тельньм диаметрам соответственно

20 зубчатых венЦов 3 и 4 исключает проскальзывание упругого токопроводящего кольца 5 относительно контактирующих поверхностей 15 и 16, что снижает износ и, сдедовательно

2J повьщ1ает срок службы упругого токопроводящего кольца 5. При необходимости самозачистки контактирующих поверхностей их можно выполнить с диаметрами, отличными от делительных диа.метров зубчатых

венцов.

Гарантированное прижатие без проскальзывания упругого кольца 5 к контактирующим поверхностям 15 и 16 исключает искрение и обеспечивает надежный электрический контакт, что позволяет повысить величину пропускаемого тока.

Указанный эффект особенно значителен при пропускании через устройство импульсного тока, при котором ненадежный контакт хотя бы в одном стыке контактирующих токонесущих элементов может вызвать их свариваемость и выход из строя всего токосъемного устройства.

Регулируемое прижатие контактирующих поверхностей позволяет исключить селективную подборку упру-гих колец с эластичным наполнителем для обеспечения необходимого и равномерного контактного усилия и упростить процесс регулировки токосьемного устройства.

Наличие двух зубчатых колес,

расположенных по краям каждого упругого токопроводящего кольца на одной оси с ними, гарантирует сохранекие параллельности оси упругого токопроводящего кольца с осью не.подвижного и вращающегося электродов, что обеспечивает сохранение максимальной площади контакта и равномерность контактного усилия по

длине упругого токопроводящего кольца, т.е. надежный электрический контакт. Надежный электрический контакт и воэможность его регулировки повьцпают эксплуатационную надежность иэделия.

1. ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее концентричные неподвижный и вращающийся электроды, снабженные зу бчатьп и венцами, расположенные с напряжением между электродами упругие токопроводящие кольца с разме,./ ЙМЙд4ЖА щенными в них эластичными наполнителями, укрепленные на валах, имеющих каждый зубчатое колесо, кинематически связанное с зубчатыми венцами электродов, отличающееся тем, что, с целью упрощения регулировки И повьщ1ения эксплуатационной надежности, каждый вал с эластичным наполнителем упругого токопроводяшего кольца снабжен дополнительным зубчатым колесом, которое установлено на валу с возможностью осевого перемещения и фиксации на нем, кинематически связано с зубчатыми венцами электродов и контактирует торцом с эластичным наполнителем упругого токопроводящего кольца. (Л 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зубчатые колеса выполнены из непроводящего материала. ел ;о -S о СО О)