Токосъемник с низким переходным сопротивлением Советский патент 1980 года по МПК H01R39/00 

Изобретение относится к измерительной технике. Известны токосъемные устройства, в которых подвижный контакт представляет собой элемент качения 1, 2. В первом элемент качения является твердым телом, во втором упругим, выполненным в вКде сжатого кольца. Недостатком этих устройств является отсутствие самоочищения контактных поверхностей от образующихся на них со временем окислов, вследствие чего повыщается переходное сопротивление. Известен также токосъемник с низким переходным сопротивлением, в котором в качестве элемента качения использована тороидальная пружина, расположенная между двумя концентричными контактными кольцами 3. Указанный токосъемник обладает рядом преимуществ:, 1.Низкое переходное сопротивление. 2.Простота и надежность в эксплуатации благодаря свойству ;амоочищения контактных поверхностей от образующихся окислов и грязи. Однако наряду с перечисленными преимуществами он имеет ряд недостатков: 1.Токосъемник работает нормально при открытых скоростях вращающегося контактного кольца до 10 м/с. При увеличении окружной скорости до величины более 10 м/с образуются высокочастотные разрывы контакта между элементом качения (тороидальной пружиной) н вращающимся контактным кольцом, что приводнт к резкому увеличению переходного сопротивления и электрических помех. 2.Ограничены возможности регулирования контактного давления токосъемника. Целью изобретения является расширение пределов токосъема при больщих окружных скоростях. Для достижения этого в токосъемнике, содержащем электрические изолированные вращающиеся и иеподвижиые контактные кольца с расположенными между ними пружинными элементами качения, последние выполнены витыми и расположены так, что их оси вращения перпендикулярны оси вращения вала. Рабочие поверхности вращающихся и неподвижных контактных колец

выполнены ограничивающими перемещения витых пружин периферии.

; Таким образом, благодаря такому расположению пружин1нь1х элементов качения удалось устранить разрыв контакта между ними и вращающимися контактными кольцами. Следовательно, появилась возможность получить токосъемник с низким переходным сопротивлением при больщйх (более 10 м/с) окружных скоростях вращающихся контактных колец.

На фиг. 1 показан двухканальный токосъемник; на фиг. 2 - схема действия центробежных сил на элементы качения в известном устройстве на фиг. 3 - то же, в предложенном токосъемнике.

Токосъемник состоит из неподвижных контактных, колец 1; установленных; в изолирующих корпусах 2, выполненных в виде гаек вращающихся контактных колец 3, размещенных в изолирующей .втулке 4. Между кольцами 1 и 3 установлен подвижный контактный элемент 5 качения, выполненный в виде витой пружины, например, бочкообразной формы. Втулка 4 смонтирована в неподвижном корпусе б на щарикоподшипнике 7. Провода 8 и 9 служат для подвода и отвода сигнала.

Работает токосъемник следующим образом.

При вращении вала 10 втулка 4 и контактнцё кольца 3 соединенные с проводами 8 подвода получают вращение и увлекают за собой элементы 5 качения (бочкообразные витые пружины), через которые электрическая цепь замыкается на неподвижные кольца 1, соединенные с проводами 9. При этом вследствие выполнения элементов 5 качения в виде витых бочкообраз-ных пружин, имеющих конечную длину, качение их сопровождается частично скольжением от малых дискретных поворотов пружин относительно ее вертикальной оси симметрии. В результате достигается самоочищение рабочей поверхности контактных колец 1 и 3 от образующихся окислов и грязи. Одновременно при вращении кольца 3 вокруг оси 11 (см. фиг. 3) вала создается центробежная сила, увлекающая бочкообразную пружину 5 к периферии, при этом сохраняется или даже повыщается контактное давление между пружиной 5 и кольцами 1 и 3, вследствие чего сохраняется постоянное переходное сопротивление.

Преимуществом предложенного токосъемника является возможность реализации токосъемника с низким переходным сопротивлением при высоких окружных скоростях, что необходимо в измерительныхсистемах,

например, при измерении параметров резания всистемах автоматического управления металлорежущими с.танками.

Формула изобретения

Токосъемник с низким переходным сопротивлением, содержащий изолированные неподвижные контактные кольца, закрепленные на корпусе и подвижные изолированные контактные кольца, закрепленные на вращающемся валу, и расположенные между ними пружинные элементы качения, отличающийся тем, что, с целью расщирения пределов токосъема при больщйх окружных скоростях, пружинные элементы качения выполнены витыми и расположены так, что их оси вращения перпендикулярны оси вращения вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №,183267, кл. Н 02 К 13/00, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР № 355703, кл. Н 01 R 39/00, 1973.

3.Патент США № 3.259.727 кл. 200-155, 1966.

2 3 5

jj