Щеткодержатель электрической машины Советский патент 1990 года по МПК H01R39/40 

Фиг.1

ностью которого, обращенной от щетки, взаимодействует один конец пружины 5 сжатия, охватывающей нажимной элемент, другой конец которой и второй торец нажимного элемента опираются на одну поверхность опорной пластины k, на противоположную поверхность которой опирается нажимная пружина 3.

Фиксирующий элемент 7 прижат промежуточным пружинящим устройством к корпусу 1 щеткодержателя и к нажимному элементу 6, причем с последним он контактирует по наклонным поверхностям а, при этом зона пересечения наклонных поверхностей обращена от щетки 2. ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах, снабженных коллекторами, имеющими подвижные пружинящие ламели. Целью изобретения является повышение надежности контактирования за счет стабилизации положения щетки в динамике устройства. Щеткодержатель содержит корпус 1, в котором помещены щетка 2, нажимная пружина 3, воздействующая на нерабочую поверхность щетки через промежуточное пружинящее устройство, включающее опорную пластину 4, пружины 5 сжатия и нажимной элемент 6, а также по крайней мере один фиксирующий элемент 7. При этом нажимной элемент 6 одним торцом контактирует с щеткой 2. На нажимной элемент 6 насажен фиксирующий элемент 7, с торцовой поверхностью которого, обращенной от щетки, взаимодействует один конец пружины 5 сжатия, охватывающей нажимной элемент, другой конец которой и второй торец нажимного элемента опираются на одну поверхность опорной пластины 4, на противоположную поверхность которой опирается нажимная пружина 3. Фиксирующий элемент 7 прижат промежуточным пружинящим устройством к корпусу 1 щеткодержателя и к нажимному элементу 6, причем с последним он контактирует по наклонным поверхностям "A", при этом зона пересечения наклонных поверхностей обращена от щетки 2. 4 ил.

Изобретение относится к электроехнике и может быть использовано в лектрических машинах, снабженных оллекторами, имеющими подвижные пруинящие ламели.20

Целью изобретения является повы- ение надежности контактирования за счет стабилизации положения щетки в инамике устройства.

На фиг.f представлен щеткодержа- 25 тель, продольный разрез} на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1$ на фиг.З фрагмент устройства (повернуто на 90°) в зоне расположения наклонных поверхностей; на фиг. т диаграмма усилий, 30 действующих на элементы устройства.

Щеткодержатель содержит корпус | в котором помещены щетка 2, нажимная пружина 3, опорная пластина k, пружина 5 сжатия, нажимной элемент 6, ,с а также по крайней мере один фиксирующий элемент 7. При этом нажимной элемент 6 одним своим торцом контактирует со щеткой 2, на нажимной элемент 6 насажен фиксирующий элемент 7, 40 с торцовой поверхностью которого, обращенной от щетки, взаимодействует один конец пружины 5 сжатия, охватывающей нажимной элемент, второй конец которой и второй торец нажимного 45 элемента опирается на одну поверхность опорной пластины k, на противоположную поверхность которой опира- е-тся нажимная пружина 3. Фиксирующий элемент 7 прижат пружиной 5 сжатия к сп корпусу 1 щеткодержателя и к нажимному элементу 6, причем с последним он контактирует по наклонным (с углом наклона сО поверхностям а, при этом зона b пересечения наклонных поверхностей обращена от щетки 2. Токопро- водящий канатик 8 щетки 2 проходит через отверстия в нажимном элементе 6, опорной пластине , нажимной пру55

0

5 0

с 0 5 п

5

жине 3 и соединяется с ограничительной шайбой 9, расположенной между нажимной пружиной 3 и шайбой ТО токо- подвода 11, выходящего из щеткодержателя через отверстие в крышке 12.

Опорная пластина k выполнена из металла, а нажимной 6 и фиксирующий 7 элементы могут быть изготовлены из металла либо из пластмассы. Возможно также выполнение нажимного элемента 6 и опорной пластины в виде одной детали .

В случае, если отверстие в корпусе 1 щеткодержателя имеет прямоугольную форму, нажимной элемент 6 и фиксирующие элементы 7 могут быть выполнены в виде призм. Число фиксирующих элементов 7 может быть равно 1, 2, 3, и т.д.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сила, действующая на нажимной элемент 6 со стороны щетки 2 (F4, фиг. О уравновешивается силой, действующей на нажимной элемент 6 со стороны нажимной пружины 3 (Рн), а также продольными составляющими (FPinp, F PI np ) сил реакции со стороны фиксирующих элементов 7 (F р, Fp7). При этом силы Fpinf, и F p не превышают сил трения фиксирующих элементов 7 о корпус 1 щеткодержателя, зависящих от величины коэффициента трения (К ) и поперечных составляющих (Рр пвя , F fi non ) сил реакции со стороны фиксирующих элементов 7 (Fpi, Гр ), что обеспечивает неподвижность последних в колодце щеткодержателя, а следовательно, и нажимного элемента 6 со щеткой 2. Для этого угол (оО наклона поверхностей контактирования нажимного элемента 6 и фиксирующих элементов 7 должен удовлетворять условию

oUarctgKTp.(1)

Так, например, при Ктр 0,2,

d 110.

При выполнении данного условия разность Г у - Гн, какой бы величины- она не была,.компенсируется силами Рр.,Пр и Г р п„ , что исключает перемещение нажимного элемента 6 и щетки 2 в сторону от дорожки скольжения при любых возмущающих усилиях со стороны вращающейся контактной поверхности.

В том случае, когда в результате изнашивания щетки 2 минимальная величина силы F становится меньше силы

н

происходит смещение нажимного.

элемента 6 со щеткой 2 в сторону дорожки скольжения до тех пор, пока сила Гщ не станет равной силе F . Пр этом фиксирующие элементы 7 под действием пружины 5 сжатия следуют за нажимным элементом 6, поскольку силы трения указанных фиксирующих элементов 7 о корпус 1 щеткодержателя незначительны, так как силы реакции

Pi

Р2

и их поперечные составляющие

F

Р2 пс

в этом случае равны

г Р, поп нулю.

В целях исключения заклинивания нажимного элемента 6 между фиксирующими элементами 7 ПРИ значительных усилиях Fw (за счет сил трения, обусловленных силами деформации корпуса 1 щеткодержателя, нажимного элемента 6 и фиксирующих элементов 7) целесообразно поверхности контактирования на- жимного элемента 6 с фиксирующими элементами 7 выполнять обладающими меньшими коэффициентами трения (путем выбора пар трения и соответствующей N

работки поверхностей), чем поверхност

контактирования фиксирующего элемента 7 с корпусом 1 щеткодержателя, а угол d должен быть больше критической величины

arctgK , (2) где к т - коэффициент трения нажимного элемента 6 по фиксирую

щим элементам 7. Так, при К 1 О, 1, с/ - 6°.

Следовательно, при К 0,2,

К

тр

0,1 обеспечивается полная работоспособность щеткодержателя при 6 ° Ј d 11°.

Итак, выполнение поверхностей контактирования фиксирующих элементов с нажимным элементом наклоненными описанным образом приводит к тому, что возникает эффект клина,

53 577b

при этом силы реакции, действующие со стороны фиксирующих элементов на нажимной элемент, имеют продольные

,. составляющие, направленные в сторону дорожки скольжения и компенсирующие (совместно с усилием нажимного устройства) возмущающие силы, действующие со стороны вращающейся конЮ тактной поверхности на щетку и соответственно на нажимной элемент. Лик- сирующие элементы, как было показано, при этом остаются неподвижными. Если в результате изнашивания щетки уси15 лиеу действующее со стороны вращающейся контактной поверхности на щетку, становится меньше, чем усилие, действующее на нажимной элемент со стороны нажимного устройства, то на2о жимной элемент перемещается в сторону дорожки свободно, поскольку оно сов

падает с направлением расклинивания нажимного элемента. При этом фиксирующие элементы следуют за нажимным

элементом под действием усилий промежуточного пружинящего устройства.

Прижатие фиксирующих элементов промежуточным пружинящим устройством к корпусу щеткодержателя и нажимному

элементу обеспечивает также контактирование указанных частей устройства при любом пространственном положении щеткодержателя, т.е. сохраняет пространственную работоспособность щеткодержателя .

Таким образом, предложенный щеткодержатель обеспечивает свободное перемещение щетки в направлении к дорожке скольжения и демпфирует ее перемещение в обратном направлении, что повышает стабильность положения щетки в динамике устройства, исключая отрыв щетки от дорожки скольжения, обеспечивая тем самым большую, чем в известном надежность контактирования.

Формула изобретения

Щеткодержатель электрической машины, содержащий корпус, в котором помещена щетка, нажимная пружина, опор ная пластина, нажимной элемент, при этом нажимной элемент одним торцом контактирует со щеТкой, на нажимной элемент насажен по крайней мере один фиксирующий элемент, с торцовой поверхностью которого, обращенной от щетки, взаимодействует один конец пружины сжатия, охватывающей нажимной

элемент, второй конец которой и второй торец нажимного элемента опираются на одну поверхность опорной пластины, на противоположную поверхность которой опирается нажимная пружина, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контактирования за счет стабилизации положения щетки в динамике устройфиг.З

ства, фиксирующий элемент прижат пружиной сжатия к корпусу щеткодержателя и к нажимному элементу, причем поверхности фиксирующего и нажимного элементов, по которым они взаимодействуют друг с другом, выполнены наклонными, при этом зона пересечения наклонных поверхностей обращена от щетки.

щ

Ррглоп

f .

Фиг.4