Токосъемное устройство

 

Использование: токосъемное устройство может быть использовано для осуществления электрической связи между подвижными и неподвижными элементами. Сущность изобретения: устройство содержит неподвижный и подвижный элементы, установленные с возможностью углового перемещения между ними относительно оси вращения, контактирующие поверхности имеют сферическую конфигурацию. Контактирующие поверхности подвижного и неподвижного элементов выполнены в виде вогнутой и выпуклой частей сферы соответственно. Площадь контактной поверхности подвижного элемента меньше площади неподвижного элемента. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК (я)5 Н 01 R 39/64

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4832815/07 (22) 10.04,90 (46) 23,04.93. Бюл. N. 15 (71) Отделение новых физических проблем

Института проблем материаловедения АН

УССР (72) С,Н.Головань и В.А,Лучко (56) Европейский патент 1Ф 0103721, кл. Н 01 R 35/00, 1984, (54) ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Использование: токосъемное устройство может быть использовано для осуществления электрической связи между

Изобретение относится к электротехнике, в частности к токосъемным устройствам, и может быть использовано для осуществления электрической связи между подвижным и неподвижным элементами.

Цель изобретения — упрощение изготовления и расширения области применения токосъемного устройства путем осуществления углового перемещения в широких пределах, Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем неподвижный и подвижный токоведущие элементы, один из которых установлен с возможностью углового и вращательного перемещения относительно неподвижного элемента, контактирующие поверхности элементов выполнены в виде вогнутой и выпуклой частей сферы одинаковой кривизны и разной площади, согласно изобретению, вогнутым выполнен подвижный элемент, а,.,ДЦ „„1810948 А1 подвижными и неподвижными элементами, Сущность изобретения: устройство содержит неподвижный и подвижный элементы, установленные с возможностью углового перемещения между ними относительно оси вращения, контактирующие поверхности имеют сферическую конфигурацию.

Контактирующие поверхности подвижного и неподвижного элементов выполнены в виде вогнутой и выпуклой частей сферы соответствен но. Площадь контактной поверхности подвижного элемента меньше площади неподвижного элемента. 2 ил. выпуклым — неподвижный, причем площадь контактной поверхности подвижного элемента меньше контактной поверхности неподвижного элемента.

Одним из основных положений классической теории коммутации является то, что ток через скользящий контакт должен проходить непрерывно и равномерно по плотности, т,е. осуществлять удовлетворительный токосъем.

В токосъемных устройствах с использованием скользящего контакта сохраняется соотношение, используемое в электромашинах, F=2I/I, где F — площадь контактной поверхности; l — ток протекающий через контакт; i — плотность тока в зоне контакта.

Из приведенного соотношения видно, что при уменьшении контактной поверхности и постоянстве тока, протекающего через устройство, происходит повышение плотности тока в зоне контакта, которое привод.1т к

1810948 повышению температуры в зоне контактирования и выходу устройства из строя.

Зная плотность тока, который протекает через скользящий контакт, рассчитываем площадь подвижной контактной поверхности обеспечивающие непрерывность и равномерность протекания тока через контакты.

Взяв отношение подвижной к неподвижной сферических поверхностей

Яп!Ян=2 X Rh/2 X RH=h/Í, где R — радиус сферической поверхности;

h; Н вЂ” высота соответственно подвижной и неподвижной сферических поверхностей, полученное соотношение позволяет выполнить расчет угла перемещения, При h/Н=1/2 угол перемещения 60, а при Н/h=1/5 — угол перемещения 106 С, и т.д., при равенстве площадей угловое перемещение между ними.не обеспечивается.

На фиг.1 изображен общий вид предлагаемого устройства; на. фиг.2 - разрез А-А фиг.1.

Токосъемное устройство содержит неподвижный токоведущий элемент 1, контактная поверхность которого 2 выполнена в виде выпуклой части сферы, подвижный токоведущий элемент 3, контактная поверхность которого 4 выполнена в виде вогнутой части сферы, конструктивно возможно и обратное, но технологически точное изготовление выпуклой части сферы проще и дешевле вогнутой. Поверхности 2 и 4, соприкасаясь друг с другом, осуществляют переход тока с неподвижного элемента 1 с помощью подводящих проводов 5 на подвижный 3, Поверхности 2 и 4 выполняются из металлокерамических композитных или медных материалов. Для обеспечения равномерного приложения нагрузки и постоянно контакта между подвижным и неподвижным элементами установлены пружины 6, расположенные концентрично по окружности неподвижной части. Установка смежных пружин в направляющих 7 выполняется с витками разного направления для обеспечения более равномерного приложения нагрузки и во избежаниепопадания витков одной пружины в зазоры между витками другой при ее поломке. Жесткость пружин 6 регулируется витками 8 с предохранением от самоотвинчивания.

Устройство работает следующим образом. Через неподвижный элемент 1 с помощью подводящих приводов 5 от источника энергии передается электрический ток на подвижный элемент 3, благодаря обеспечению постоянного контакта поверхностей 2 .и 4 за счет регулируемого осевого поджатия пружинами 6. При этом подвижный элемент 3 совершает перемещение на заданный угол, устанавливая нужные координаты. Источник энергии и приводные устройства, с помощью которых обеспечивается перемещение токосьемного устройства (не показаны).

Использование заявляемого техниче20 ского решения позволит расширить область использования известного технического решения за счет осуществления углового перемещения в широких пределах, Кроме того, устройство простое по конструкции, что дает возможность применять в работах нового поколения с целью уменьшения их металлоемкости и увеличить их быстродействие.

30 Формула изобретения

Токосъемное устройство, содержащее неподвижный и подвижный токоведущие элементы, один из которых установлен на оси с возможностью углового и вращатель35 ного перемещения относительно неподвижного элемента, контактирующие поверхности элементов выполнены в виДе вогнутой и выпуклой частей сферы одинаковой кривизны и разной площади, о т л и ч а40 ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения изготовления и расширения области применения путем осуществления углового перемещения в широких пределах, вогнутым выполнен подвижный элемент, а выпуклым

45:-;неподвижный причем площадь контактной по3зрхности подвижного элемента меньше контактной поверхности неподвижного элемента.

1810948 л

/, у,2

Составитель С.Головань

Техред М.Моргентал КоРРектоР СЯисина

Редактор

Заказ 1449 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101