Токосъемное устройство Советский патент 1992 года по МПК H01R39/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к токосъемным устройствам.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг.1 изображено токосъемное устройство, поперечный разрез; на фиг.2 - схема проведения выбора углов.

Токосъемное устройство содержит подвижное контактное кольцо 1, выполненное из амальгируемого материала с желобом 2, покрытым амальгамой с удерживаемым ею слоем ртути, контактирующую с ним струну 3, выполненную из металлической покрытой амальгамой проволоки, выполненный из диэлектрического материала корпус 4 с расположенным с внутренней его стороны над желобом 2 желобом 5 и двумя коническими о-тверстиями б и 7. фиксатор 8, жестко закрепленный на корпусе 4 у отверстия б, через которое пропущен конец струны 3 в направлении, от которого происходит вращение подвижного контактного кольца 1. и состоящий из кронштейна 9 с отверстием 10, через которое пропущен винт 11, взаимодействующий с гайкой 12, пружину 13. приспособление для регулировки натяжения пружины 14, состоящее из жестко закрепленного из корпусе 4 кронштейна 15 и взаимодействующего с ним посредством резьбы винта 16.

Характер конусности отверстий в корпусе устройства определяется углем между касательными, проведенными от краев отверстий с диаметром, равным диаметру щетки на наружной поверхности корпуса к окружности дна желоба корпуса и к окруж- ностк дна желоба подвижного контактного кольца, этому углу между касательными равен угол конуса отверстий в корпусе Именно такой угол онуса отверстий в корпусе позволяет использовать преимущества желоба, выполненного в корпусе глубиной, равной дизметру (толщине; щетки, и дает возможность уложить щетку в этот желоб без выступания ее над вн чреиней поверхностью корпуса, что позволяет без повреждения щетки и контактных поверхностей, не удаляя щетку из корпуса вынуть или вставить подвижное контактное кольцо при его замене или возобновлении амальгамы на кольце и щетке. Все это повышает эксплуатационную надежность предпоженного устройства.

Выполнение корпуса из диэлектрического материала также способствует повышению эксплуатационной надежности при передаче предложенным токосъемным устройством малых электрических токов при тензометрировании, тогда как в известном

устройстве корпус выполнен из металла и не защищает передаваемый электрический сигнал малой мощности от искажений, возникающих от наружных контактов с окружающей средой, Кроме того, противопоставленное устройство предназначено для передачи больших токов, и наружные контакты с его металлическим корпусом практически не влияют на эти большие токи,

тогда как в предложенном устройстве эти контакты с внешней средой при выполнении корпуса металлическим полностью искажают передаваемый сигнал малой мощности.

Общеизвестно, что конусность есть отношение разности диаметров двух поперечных сечений конуса к расстоянию между ними

20

К 2 tg a

где В - больший диаметр; Ь - меньший диаметр; 25I - расстояние между ними; а- угол конуса. Для данного случая

30

откуда

35

««где d - диаметр отведения на наружной поверхности корпуса, равный диаметру щетки;

I расстояние от краев отверстий на наружной поверхности корпуса до точки соприкосновения касательных к окружностям дна желобов корпуса и подвижного контактного кольца.

Используя полученную формулу, можно рассчитать tg а и его значение. Из данной формулы видно, что при постоянном диаметре щетки, а следовательно, при постоянном диаметре отверстий на наружной

поверхности корпуса, tg a.. а следовательно, и угол зависят только от величины I, которая, в свою очередь, зависит от толщины корпуса,

На схеме (фиг.2) показано; касательная

к окружности дна желоба в корпусе 17 касательная к окружности дна желоба подвижного контактного кольца 18. размещение щетки в рабочем положении 19, размещение щетки при удалении или

введении в корпус подвижного контактного

кольца 20. Как видно из схемы, выбранный угол а конуса отверстий обеспечивает возможность размещения щетки как в желобе корпуса при разборке и сборке устройства, так и необходимый контакт с поверхностью желоба подвижного контактного кольца в рабочем положении. При уменьшении угла конуса отверстий относительно указанного на схеме щетка не будет ложиться на дно желоба в корпусе при разборке и сборке устройства, а в рабочем положении щетки уменьшится ее угол охвата подвижного контактного кольца, что уменьшит площадь контакта и снизит эксплуатационную надежность устройства. При увеличении угла конуса в соавнении с указанным на схеме образуется ступенька между окружностью дна желоба корпуса и отверстием, т.е. сопряжение конического отверстия и дна желоба будет происходить не по касательной, что приведет к перегибу щетки в этом месте, к дальнейшему интенсивному ее износу на данном участке, и снижению эксплуатационной надежности устройства.

Токосъемное устройство работает еле- дующим образом.

Электрический сигнал поступает от датчика установленного на вращающейся совместно с подвижным контактным кольцом 1 детали (не показано), подается на подвиж- ное контэктное кольцо 1. выполненное из мэльгирусмого материала, затем через желоб 2, покрытый амальгамой с удерживаемым ею слоем на контактирующую с ним струну 3 выполненную из металличе- ской проволоки, покрытой амальгамой, и через жестко закрепленный в фиксаторе 8 конец струны 3 на регистрирующие приборы (не показано). При подготовке токосьем- ного устройства к работе подвижное контактное кольцо 1 и струна 3 натираются ртутью до образования на их поверхностях амальгамы с удерживаемым ею слоем ртути. Затем струна 3 через коническое отверстие 7 корпуса 4 укладывается в желоб 5 с выхо- дом струны 3 из корпуса 4 через коническое отверстие б, при этом конец струны 3. пропущенный через коническое отверстие 6, фиксируется путем защемления его между кронштейном 8 и гайкой 12 винтом 11, про- пущенным через отверстие 10 в кронштейне 9 фиксатора 8.

Прикладывая усилие к концу струны, пропущенному через коническое отверстие 7 в осевом направлении этого отверстия, удерживают струну на дне желоба 5 корпуса 4, при этом конические отверстия 6 и 7 с углом конуса, равным углу между касательными, проведенными от краев отверстий на наружной поверхности корпуса 4 к окружностям дна желоба 2 подвижного контактного кольца 1 и желоба 5 корпуса 4. позволяют плотно уложить струну 3 на дно желоба 5. глубина которого равна диаметру струны 3. Удерживая в желобе 5 струну 3, устанавливают подвижное контактное кольцо 1 в корпус А, причем струна 3 этому не препятствует, так как ее диаметр равен глубине желоба 5. После установки подвижного контактного кольца 1 в корпус 4 желоб 5 корпуса 4 с уложенной в него струной 3 окажется над желобом 2 подвижного контактного кольца 1, после снятия усилия с конца струны 3, пропущенного через коническое отверстие 7. струна 3 займет свое рабочее положение в желобе 2 подвижного контактного кольца 1.

Надежность контакта струны 3 с поверхностью желоба 2 повышается за счет применения пружины 13, натяжение которой регулируется взаимодействующим с кронштейном 15 приспособлением для регулировки натяжения пружины 14. При этом, регулируя натяжение пружины 13, достигается надежный контакт струны 3 с подвижным контактным кольцом 1 с постоянным электрическим сопротивлением и с минимальным износом контактирующих поверхностей желоба 2 и струны 3. Увеличению стабильности электрического сопротивления и уменьшению износа способствует также применение амальгамы с удерживаемым ею слоем ртути на поверхности струны 3 и желоба 2. При этом предложенное токо- съемное устройство работает надежно даже при больших вибрациях, так как один конец струны 3 прикреплен жестко к корпусу 4 и не позволяет ей смещаться, а использование регулируемого натяжения пружины и слоя ртути, удерживаемого амальгамой, позволяет избежать каплеобразования ртути при вибрации и ее выброса за пределы то- косьемного устройства. Корпус 4, выполненный из диэлектрического материала, позволяет избежать случайных замыканий на корпусе и, следовательно, искажения электрического сигнала, а также надежно закрывает контакты от загрязнения и воздействия внешней среды. Таким образом, заявленное токосьемное устройство надежно в работе и позволяет передавать неискаженный электрический сигнал.

Формула изобретения 1. Токосьемное устройство, содержащее подвижное контактное кольцо с желобом, контактирующую с ним гибкую щетку, фиксатор, корпус с кольцевым желобом и двумя отверстиями для вывода концов щетки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено регулятором натяжения щетки, жестко укрепленным на корпусе и соединенным с одним концом щетки, другой конец которой жестко закреплен на фиксаторе, который жестко закреплен на корпусе, отверстия в корпусе выполнены коническими с углом конуса, равным углу между касательными, проведенными от краев отверстий на наружной поверхности корпуса к окружностям дна желобов контактного кольца и корпуса, желоб в корпусе имеет глубину, равную толщине щетки, которая выполнена из проволоки, покрытой амальгамой, желоб подвижного контактного кольца покрыт амальгамой, а

корпус выполнен из диэлектрического материала.

2 Устройство поп.1,отличающее- с я тем. что регулятор натяжения щетки выполнен в виде кронштейна, жестко установленного на корпусе и соединенного с винтом, который посредством пружины соединен с концом щетки.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что фиксатор выполнен в виде жестко установленного на корпусе кронштейна с отверстием, в котором посредством винтовой пары закреплен конец щетки.

77