Токосъемное устройство Советский патент 1982 года по МПК H01R39/28 

(54) ТОКОСЬЕМНОЕ УСТЮЙСТЮ

Изобретение относится к электротехнике, в частиости к токосъемным устройствам, осуществляющим электрическую связь между неподвижиым и вращающимися узлами и может быть использовано в приборах.

Известно токосъемное устройство, содержащее жесткое токопроводящее кольцо, ось вращения объекта, жесткое токопроводящее кольцо с буртами, тела качения, упругое токопроводящее кольцо, выполненное в виде двух мембран, с расположенным между ними жестким кольцом, охватывающим тела качения с зазором в радиальном направлении (11

К недостаткам данной конструкции следует отнести низкую надежность контакта, обусловленную тем, что электрический ток на своем пути проходит два подвижных контакта (жесткое токопроводящее кольцо - тела качения, и тела качения - упругое токопроводящее кольцо), а каждый подвижный контакт уменьщает надежность передачи тока, а также тем, что мембранные пружины невозможно изготовить с жесткими допусками (как и всякие пружины), особенно это заметно при больщих

размерах, поэтому при своем качении тела качения неравномерно прижимаются как к мембранам, так и к жесткому токопроводящему кольцу и в некоторые моменты тела качения имеют с токопроводящими кольцами точечный контакт, вместо контакта по линии.

Известно токосъемное устройство, содержащее концентрично расположенные неподвижные и вращающееся токопроводящие кольца и установленные между ними с напряжением токопроводящие упругие кольца, при этом вращающееся токопроводящее кольцо снабжено токопроводящим зубчатым венцом, неподвижное кольцо снабжено внутренним токопроводящим зубчатым венцом, а упругие кольца выполнены в виде гибких зубчатых венцов 2.

К недостаткам данной конструкции следует отнести низкую надежность контакта, так как электрический ток на своем пути проходит два подвижных контакта (вращающее кольцо упругае кольца, упругие кольца ,- неподвиж-, ное кольцо), а также низкую технологичность конструкоди, так как упругие зубчатые токопроводящие кольца трудоемки в изготовлении потому что надо нарезать зубья на тонкостенном гибком венце в сдеформированном состо янии, при этом волна деформации в процессе нарезки зубьев должна перемещаться по венцу, что требует специального технологического рборудования. . Наиболее близким по технической сущности к изобретению является токосъемное устройство, содержащее неподвижную и вращающуюся с чередующими выступами и впадинами части, токопроводящие ролики, соединенные с неподвижной частью с помощью упругого токопроводящего элемента, при этом токопроводящие ролики установлены подпружиненно к выступам вращающейся части и контактиру ют с последними постоянно по крайней мере одним роликом 3. К недостаткам данной конструкции следует отнести низкую надежность работы устрой- . ства, так как упругий токопроподя1ций элемент выполняет две функции: проводит электрический ток, для чего площадь .проводного сечения (в зависимости от плотности тока) .должна бб1ть достаточно велика, а также является пружиной, раскручивающей токопроводящий ролик, площадь поперечного сечения которой должна быть достаточно малой, чтобы ее возможно было закрутить. Из этого следует, что ток, проходя через пружину малого сечения, нагревает ее, изменяя ее упругие свойства, поэтому ролик не раскруадвается, а вместо трения качения между токопроводящим роликом и вращающейся частью будет трение скольжения, при котором истира ется токопроводящий (серебреный) контактный слой, а, следовательно, надежность при передаче тока будет низкая. Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в токосъемном устройстве, содержащем неподвижную и выполненную с чередующимися выступами и впадинами вращающуюся части, токосъемные элементы, установленные подпружиненно к выступам вращающейся части с возможностью контактирования с последними постоянно, по крайней мере одного элемента, токосъемные элементы выполнены в. виде двуплечих коромысел, закрепленных на неподвижной части с возможностью вращения, при этом одно плечо каждого коромысла, контактирующее с выступом вращающейся части, имеет с ним эвольвентное зацепление, а другое плечо электрически соединено с неподвижной частью. На чертеже представлено токосъемное уст-, ройство, поперечный разрез. Токосъемное устройство содержит неподвижную 1 часть машины и вращающуюся 2 части машины. Вращающаяся часть снабжена чередующимися выступами 3 с эвольвентными боковыми поверхностями 4 -. и впадинами 5. Токосъемные элементы выполнены в виде двуплечих коромысел 6, с осью вращения 7, закрепленной на неподвижной части 1. Одао плечо 8 каждого коромысла, контактирующее с выступом 3 вращающейся части вьшолнено с эвольвентпым профилем 9 и имеет с выступом 3 эвольвентное зацепление (при эвольвентндм зацеплении осуществляется только трение качения), а другое плечо 10 элек-. трически (например, с помощью эластичного Провода 11) соединено с неподвижной частью . 1. Коромысло 6 в нейтральном (среднем) положении фиксируется с помощью плоских (могут быть и другие, например, винтовые) пружин 12, которые необходимы для того, чтобы, контакт выступов с плечами коромыслов (для надежности электрического контакта) был с напряжением и для возвращения коромысел в исходное положение, и служат в качестве демпферов при сходе плеч коромысел с выступов 3. Коромысла 6 контактируJOT через эвольвентное зацепление с выступами 3 в любой момент времени по крайней мере хотя бы одним коромыслом, т.е. в любой момент в зацеплении с выступом 3 находится хотя бы одно коромысло 6, но не «все одновременно, при этом контакт выступов с коромыслами во времени с перекрытием сдвинут по фазе. Устройство работает следующим образом. При вращении вращающейся части 2 выступы 3 своими боковыми поверхностями 4 с напряжением контактируют с профилем 9 коромысла 6, поворачивая последний вокруг оси 7 и дефорАЮруя при этом одну из пружин 12. При этом ток от вращающейся части 2 проходи-f через контакт выступов 3 с коромыслом 6, через само коромысло и далее через провод 11 к неподвижной части 1. На своем пути ток проходит только один подвижный контакт качения. При дальнейшем вращении плечо 8 коромысла 6 сходит с выступа 3 и под действием сжатой пружины 12 возвращается в исходное (среднее) положение. А, так как контакт выступов с коромысла ми во времени сдвинут по фазе, то в следующий момент времени другая пара выступкоромысло контактируют, и ток течет уже через этот контакт, я так беспрерывно. Устройство работает при вращении вращающейся части 2 как в ту, так и в другую сторону. Преимущество данного устройства заключается в повышении надежности, потому что функции токосъемных элементов и пружин