Токосъемное устройство

Е.A. Иванов, В.A. Зиненко, В.Д. Коби я фв,.;-1 -...

Л.С.Светикова и A.Ä.Ïèðoæèõèí Ф

/ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ТОКОСЬЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано для передачи электрических сигналов с неподвижной части прибора на вращающуюся.

Известно токосъемное устройство, содержащее корпус, в котором установлены токосъемные щетки, изолированные друг от друга, и расположенный вдоль оси корпуса цилиндрический ротор, имеющий метеллические контактные кольца с подпаянными проводами, и изоляционные перемычки. Каждая то" косъемная щетка находится в контакте с соответствующим ей контактным кольцом и при вращении ротора сколь" зит по его поверхности, образуя скользящий электрический койтакт. Каждая такая пара кольцо-щетка образует коммутирующую цепь токосъемного устройства, изолированную от корпуса и дру" гих коммутирующих цепей. Корпус устройства закрепляется на неподвижной части прибора, ротор соединен с подвижной частью (1). 25

Недостатком такого устройства является большой вес и габариты, что не позволяет испольэовать его в малогабаритных приборах.

Наиболее близкой к предлагаемой является конструкция токосъемного устройства, которая состоит из металлического корпуса, в подшипниковых опорах которого установлен цилиндрический ротор. В корпусе закреплены

U-образные упругие токосъемные щет" ки, которые находятся в контакте с гладкими:контактными кольцами ротора.

Токосъемные щетки запрессованы во втулку из изоляционного материала и образуют с ней блок щеток, закреплен" ный в пазу корпуса (2).

Недостатком известной конструкции являются большие габариты.

В этой конструкции щетки сразу собраны в блок. и жестко закреплены одна относительно другой. Кольца в роторе также жестко закреплены друг относительно друга.. При расположении первой щетки посередине первого кольца последняя щетка не совпадает с серединой последнего кольца из-за наличия допусков на изготовление деталей, поэтому ширину кольца необходимо делать существенно больше толщины щетки, что не позволяет в конструкции прототипа уменьшить ширину кольца ниже определенного предела, определяемого точностью изготовления де1001256 талей и, следовательно, уменьшить габариты устройства, Цель изобретения - уменьшение габаритов устройства и повышение надежности контактирования.

Для достижения поставленной цели в токосъемном устройстве, содержащем корпус, в подшипниковых опорах которогд установлен цилиндрический ро тор, на котором установлены.изолиро"ванные друг от друга контактные коль- о ца, введенные в контакт с изолированными друг от друга TQKocúâìíûìè П"образными упругими щетками, на рабочей поверхности контактных колец выполнены V-образные канавки, в корпусе уст-15 ройства симметрично его продольной оси установлены две изоляционные платы с пазами, в каждом из которых с зазором расположена средняя часть токосъемной щетки, пазы изоляционных 2О плат расположены напротив упомянутых канавок контактных колец, и концы щеток с натягом установлены в эти канавки, пазы изоляционных плат с установ" ленными в них и в канавки колец щетками заполнены эпоксидным компаундом.

Наличие V-образных канавок и зазора между стенками пазов и средней частью щетки заставляет щетку располагаться строго посередине кольца коллектора и позволяет уменьшить ширину колец и, следовательно, уменьшить габариты устройства и повысить надежность контактирования, На фиг. 1 изображено токосъемное устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 °

Токосъемное устройство состоит из корпуса 1, подшипников 2 и 3, в которых установлен ротор 4, имеющий воз- gp можность вращения относительно продольной оси корпуса 1. Ротор 4 выполнен в виде цилиндра из изоляционного материала, на котором установлены изолированные друг от друга контакт- 4 ные кольца 5. Рабочая поверхность каждого кольца имеет Ч-образную канавку 6. На корпусе 1 симметрично его продольной оси закреплены две изоляционные платы 7. На наружной поверхности плат 7 выполнены пазы 8, Платы 7 установлены таким образом, что пазы 8 располагаются напротив канавок 6, при этом пазы одной платы располагаются напротив четных колец 5, а другой — напротив нечетных. Упругие ToKQcúåìíûâ щетки 9 выполнены, например, из пружинной проволоки, иэ контактного материала, и имеют

U-образную форму.. Ширина пазов 8 больше толщины щеток 9. Концы 10 и 60

11 каждой щетки 9 охватывают соответствующее контактное кольцо 5 и установлены в его канавке 6 с натягом. Средняя часть 12 щетки 9 расположена в пазу 8 с зазором. К щеткам 9 подпаяны монтажные провода 13

Так как ширина паза 8 больше толщины щетки 9, последняя под действием канавки 6 всегда располагается посе" редине соответствующего кольца 5 независимо от погрешностей изготовления ротора 4. Контактное усилие, обеспечивающее поджатие щетки 9 к кольцу 5, возникает при сопряжении щетки 9 с кольцом 5 за счет сил упругости и соответствующей геометрии этих эле" ментов. Свободное положение щетки 9 в пазу 8 обеспечивает ее самоустановку относительно кольца 5 в осевом и радиальном направлениях. Для фиксации после их самоустановки пазы 8 вместе с находящимися в них щетками и проводами заполнены эпоксидным компаундом 14. Изоляционная планка 15 и кожух 16 закрывают устройство и защищают его от повреждений.

Токосъемное устройство работает следующим образом.

При вращении ротора 4 токосъем" ные щетки 9 скользят по поверхности канавок 6 контактных колец 5, образуя скользящий электрический контакт, и осуществляют передачу электрических сигналов с неподвижного корпуса

1 на вращающийся ротор 4, При этом канавки 6 центрируют щетки 9, заставляя их располагаться точно по центру кольца 5. За счет точного расположения щетки 9 по центру кольца 5 появляется возможность уменьшить толщину последнего. При фиксации концов щетки в осевом направлении канавок вследствие неточности изготовления коллектора и неточности расположения коллектора относительно блока щеток в конструкции, где щетки залиты в блок, могут возникнуть силы, направленные вдоль оси коллектора и стремящиеся вывести щетку из канавки.

Для предотвращения такого явления в предлагаемой конструкции средние части 12 щеток 9 установлены в пазы 8 изоляционных плат 7, расположенных на корпусе. Так как на каждой плате

7 закреплена половина количества щеток 9, то расстояние между соседними щетками 9 на плате 7 вдвое больше расстояния между соседними кольцами

5 ротора 4, что позволяет сделать ширину пазов 8 достаточно большой, и средняя часть 12 щеток 9 расположена в пазах 8 свободно, с зазором, вследствие чего исключена возможность возникновения сил, стремящихся вывести щетку из канавки. После заливки пазов 8 эпоксидным компаундом каждая щетка фиксируется в этом положении °

При работе токоподвода щетки не испыты= вают действия сил,направленных вдоль оси коллектора,что повышает надежность работы токоподвода. Использование

1001256

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 1428/64 Тираж 588 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4

М указанной канавки 6 повышает надеж- ность контактирования коллектора со щеткой, так как каждый конец 10 и 11 щетки 9 при работе токоподвода касается одновременно двух стенок канавки и образует два контактных пятна (в отличие от прототипа, где щетка

:соприкасается с кольцом в одной точке и образует одно контактное пятно), при этом возникает дублированный контакт, надежность контактирования кото"О рого значительно выше надежности недублированного одиночного контакта.

Вследствие того, что щетки 9 разгру жены от сил, действующих вдоль оси ротора 4, контактное усилие в обоих 15 контактных пятнах каждого конца щетки одинаково, что также положительно сказывается на надежности контактирования.

Таким образом, наличие описанных канавок 6 на кольцах 5 ротора 4 и изоляционных плат 7 с пазами 8 позволяет уменьшить толщину кольца 5 . и снизить габариты ротора, повысить надежность работы устройства. д

Предлагаемая конструкция позволяет создать- токосъемное устройство с габаритами: наружные диаметр 15 мм, длина 32 мм, имеющий 50 коммутирующих цепей и в 1,5 раза уменьшить га-: бариты устройства по длине по сравнению с конструкцией прототипа.

Токосъемное устройство, содержащее корпус, в подшипниковых опорах которого установлен цилиндрический ротор, на котором установлены изолированные друг от друга контактные кольца, введенные в контакт с изолированными друг от друга токосъемными ц-образными упругими щетками, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьше" ния габаритов и повышения надежности контактирования, на рабочей поверхности контактных колец выполнены Ч»образные канавки, в корпусе устройства симметрично его продольной оси установлены две изоляцион"ые платы с пазами, в каждом из которых с зазором расположена средняя часть токосъемной щетки, пазы изоляционных плат расположены напротив упомянутых канавок контактных колец, и концы щеток с натягом установлены в эти канавки, пазы изоляционных плат с установленными в них и в канавки колец щетками заполнены эпоксидным компаундоме

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CIIIA Р 3316519, кл. 3895, 1974, 2. Патент США Р 3185951, кл. 3395, 1972 (прототип),