Патент на изобретение №2210061

(54) ТОКОСЪЕМНИК

(57) Реферат:

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для коммутации цепей электрического тока от неподвижных частей приборов к подвижным. Техническим результатом изобретения является повышение надежности контактирования щеток с кольцами. В токосъемнике, содержащем корпус, коллектор с кольцами с образованным в каждом из них желобом с канавкой, щеткодержатели с щетками, в каждой канавке образована донная часть с прямолинейным или криволинейным профилем, соединенная с боковыми сторонами канавки. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для коммутации цепей электрического тока от неподвижных частей приборов к подвижным.

Известны токосъемники, состоящие из коллектора с кольцами желобкового типа и разделяющими их изоляционными стенками, щеток, введенных в контакт с кольцами [1].

Наиболее близким по технической сущности является токосъемник [2], содержащий корпус, коллектор с расположенными по его продольной оси кольцами, с образованным в каждом из них имеющим криволинейный профиль желобом с канавкой с боковыми сторонами, щеткодержатели с щетками, введенными в контакт с желобами в кольцах.

Недостатком такого токосъемника является понижение надежности контактирования вследствие засорения канавок продуктами износа щеток и колец.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности контактирования щеток с кольцами.

Данный технический результат достигается в токосъемнике, содержащем корпус, коллектор с расположенными по его продольной оси кольцами с образованным в каждом из них имеющим криволинейный профиль желобом с канавкой с боковыми сторонами, щеткодержатели с щетками, введенными в контакт с желобами в кольцах, тем, что в каждой канавке образована донная часть, имеющая или криволинейный, или прямолинейный профиль, или комбинации этих профилей и соединяющая боковые стороны канавки с прямолинейным или криволинейным профилем.

В одном частном случае в токосъемнике прямолинейные в профиле боковые стороны каждой канавки выполнены параллельными друг другу.

В другом частном случае исполнения токосъемника сторона донной части канавки, наиболее близко расположенная к продольной оси коллектора, выполнена в профиле прямолинейной и расположенной параллельно продольной оси коллектора.

В третьем частном случае в токосъемнике криволинейные профили канавки выполнены в виде дуг окружностей.

В четвертом частном случае исполнения токосъемника параллельные друг другу прямолинейные в профиле боковые стороны канавки расположены перпендикулярно прямолинейной в профиле стороне донной части канавки, расположенной параллельно продольной оси коллектора.

В пятом частном случае в токосъемнике расстояние между точками контактирования щетки с желобом в каждом кольце выполнено равным радиусу щетки в ее поперечном сечении.

Путем образования в каждой канавке, находящейся в желобе кольца токосъемника, донной части, соединяющей боковые стороны канавки, обеспечивается попадание продуктов износа щеток и колец в донную часть канавки и удаление их при провороте колец относительно щеток. В результате не происходит засорение канавок продуктами износа, вследствие чего обеспечивается повышение надежности контактирования щеток с кольцами.

На фиг.1 приведен общий вид токосъемника, на фиг.2 – разрез токосъемника по плоскости, перпендикулярной продольной оси коллектора, на фиг.3 – сечение кольца со щеткой по плоскости, в которой расположена продольная ось коллектора, на фиг.4 – частный случай выполнения канавки.

В корпусе 1 токосъемника (фиг.1) на подшипниках 2′, 2″ посредством оси 3 установлен коллектор 4 с продольной осью 5-5. В коллекторе 4 установлены кольца 6′, 6″…6⁽ⁿ⁾ с отходящими от них проводниками 7′, 7″…7⁽ⁿ⁾. Кольца 6′, 6”…6⁽ⁿ⁾ отделены друг от друга электроизоляционными стенками 8′, 8″.. .8⁽ⁿ⁾ и изготовлены, например, из золотоникелевого сплава ЗлХ-0,5.

С кольцом 6′ коллектора 4 с одной его стороны введена в контакт одна ветвь 9′ первой щетки, а с диаметрально противоположной стороны – вторая ветвь 9” первой щетки. В контакт с кольцом 6” с одной его стороны введены одна ветвь 9^III второй щетки, а с диаметрально противоположной стороны – вторая ветвь 9^IV второй щетки.

Соответственно с n-ым кольцом с одной его стороны введена в контакт одна ветвь 9^(2n-1) n -ой щетки, а с диаметрально противоположной стороны – вторая ветвь 9⁽²ⁿ⁾ n-ой щетки.

От первой щетки в токосъемнике проведен проводник 10′, от второй щетки – проводник 10″, соответственно от n-ой щетки – проводник 10⁽ⁿ⁾. Корпус 1 закрыт крышкой 11.

Щеткодержатели 12′, 12” (фиг. 2) установлены в корпусе 1 симметрично относительно продольной оси 5-5 коллектора 4. Каждая щетка выполнена в виде пружины U-образной формы.

Один свободный конец первой щетки образует ее первую ветвь 9′, второй свободный конец образует вторую ветвь 9”. Другие концы первой и второй ветвей 9′ и 9” первой щетки закреплены в щеткодержателе 12′ и соединены тыльной частью 13′. Все щетки с нечетными номерами установлены в щеткодержателе 12′.

Один свободный конец второй щетки образует ее первую ветвь ^III, второй свободный конец образует вторую ветвь 9^IV. Другие концы первой и второй ветвей 9^III и 9^IV второй щетки закреплены в щеткодержателе 12” и соединены тыльной частью 13” второй щетки.

Все щетки с четными номерами установлены в щеткодержателе 12”.

Все щетки выполнены аналогичным образом из золотомедного сплава ЗлМ-800.

Первая ветвь 9′ первой щетки (фиг.3) расположена в желобе 14 первого кольца 6′, имеет в сечении форму круга с диаметром d.

В профиле желоба 14 имеются криволинейный отрезок а-б, начинающийся от поверхности 15 кольца 6′, и криволинейный отрезок в-г, заканчивающийся на поверхности 15. Канавка 16 в профиле состоит из первой криволинейной боковой стороны б-д, донной части 16 с криволинейным профилем д-е-ж и второй криволинейной боковой стороны ж-в. Контактирование первой ветви 9′ первой щетки с кольцом 6′ осуществляется в точках “з” и “к” желоба 14.

Расстояние между точками “з” и “к” контактирования первой ветви 9 первой щетки может быть выполнено равным радиусу ветви щетки в ее поперечном сечении.

В частном случае в профиле канавки 16 (фиг.4) ее боковые стороны б-д и ж-в выполнены прямоугольными и параллельными друг другу и расположены перпендикулярно прямолинейной стороне д-е-ж донной части канавки 16, которая параллельна продольной оси 5-5 коллектора 4.

Аналогичным образом выполнены все желобы и канавки на всех кольцах токосъемника.

Токосъемник работает следующим образом. Корпус 1 закрепляется на неподвижной части, а коллектор 4 – на подвижной части прибора. При перемещении подвижной части прибора относительно неподвижной части, например, электрический сигнал с подвижной части передается по проводнику 7′, через поверхности в точках “г” и “к” желоба 14 в кольце 6′ по первой 9′ и второй 9” ветвям первой щетки токосъемника 12′ и проводнику 10′ во внешнюю цепь в неподвижной части прибора. При движении первой 9′ и второй 9” ветвей первой щетки по желобу 14 продукты износа материалов первой щетки и кольца 6′ попадают сначала в донную часть канавки 16, а затем при повороте кольца 6′ на угол до 180^o вообще удаляются из желоба 14. Таким образом удаляются продукты износа материалов щеток и колец с колец 6′, 6”…⁽ⁿ⁾, ветвей 9′, 9”… 9⁽²ⁿ⁾ всех щеток и из желобов в кольцах 6′, 6”…6⁽ⁿ⁾, не застревая в канавках вследствие выполнения их донной части без клинообразного профиля.

Источники информации
1. Д. Д. Чурабо. Детали и узлы приборов. М.: Машиностроение, 1975, стр. 448-453.

2. Свидетельство РФ на полезную модель 16311, МКИ⁷ G 01 D 5/252. Токосъемник, 2000.

Формула изобретения

1. Токосъемник, содержащий корпус, коллектор с расположенными по его продольной оси кольцами с образованным в каждом из них имеющим криволинейный профиль желобом с канавкой с боковыми сторонами, щеткодержатели с щетками, введенными в контакт с желобами в кольцах, отличающийся тем, что в каждой канавке образована донная часть, имеющая или криволинейный, или прямолинейный профиль, или комбинации этих профилей и соединяющая боковые стороны канавки с прямолинейным или криволинейным профилем.

2. Токосъемник по п. 1, отличающийся тем, что прямолинейные в профиле боковые стороны каждой канавки выполнены параллельными друг другу.

3. Токосъемник по п.1, отличающийся тем, что сторона донной части канавки, наиболее близко расположенная к продольной оси коллектора, выполнена в профиле прямолинейной и расположенной параллельно продольной оси коллектора.

4. Токосъемник по п.1, отличающийся тем, что криволинейные профили канавки выполнены в виде дуг окружностей.

5. Токосъемник по п. 2 или 3, отличающийся тем, что параллельные друг другу прямолинейные в профиле боковые стороны канавки расположены перпендикулярно прямолинейной в профиле стороне донной части канавки, расположенной параллельно продольной оси коллектора.

6. Токосъемник по п.1, отличающийся тем, что расстояние между точками контактирования щетки с желобом в каждом кольце выполнено равным радиусу щетки в ее поперечном сечении.

РИСУНКИ