Патент на изобретение №2226309

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2226309 (13) C1
(51) МПК 7
H01R39/00, G01D5/252
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 09.03.2011 – действует

(21), (22) Заявка: 2002117269/092002117269/09, 01.07.2002

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

01.07.2002

(45) Опубликовано: 27.03.2004

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 16311 U1, 20.12.2000. RU 2133532 С1, 20.07.1999. RU 2111587 С1, 20.05. 1998. RU 2111586 С1, 20.05.1998. US 2843830 А, 15.07.1958. US 4731030 А, 15.03.1988. US 3259727 А, 05.07.1966. DE 1564244, 04.07.1967.

Адрес для переписки:

140103, Московская обл., г. Раменское, ул. Гурьева, 2, ОАО “РПКБ”

(72) Автор(ы):

Баженов В.И.,
Будкин В.Л.,
Мухин А.Н.,
Никовский Е.А.,
Соловьев В.М.

(73) Патентообладатель(и):

Открытое акционерное общество “Раменское приборостроительное конструкторское бюро”

(54) ТОКОСЪЕМНИК

(57) Реферат:

Настоящее 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 расположенными по его продольной оси кольцами с образованным в каждом из них желобом с канавкой, щеткодержатели с щетками, введенными в контакт с желобами в кольцах тем, что поверхность каждого из желобов образована поверхностью однополостного гиперболоида вращения с продольной осью, направленной по продольной оси коллектора, канавка в желобе выполнена с расположением ее боковых поверхностей симметрично относительно горловой окружности однополостного гиперболоида вращения, в сечении плоскостью, в которой расположена продольная ось коллектора, каждая боковая сторона канавки сопряжена дугой с каждой расположенной вне канавки частью гиперболоида вращения, причем центры кривизны указанных дуг расположены в сторону продольной оси коллектора. 3 ил.

Настоящее 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 желобом с канавкой, щеткодержатели с щетками, введенными в контакт с желобами в кольцах.

Недостатком такого токосъемника является понижение надежности контактирования при расположении щетки в желобе с перекосом, вызывающим введение щетки в контакт с желобом в одной точке.

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 желобом с канавкой, щеткодержатели с щетками, введенными в контакт с желобами в кольцах тем, что поверхность каждого из желобов образована поверхностью однополостного гиперболоида вращения с продольной осью, направленной по продольной оси коллектора, канавка в желобе выполнена с расположением ее боковых поверхностей симметрично относительно горловой окружности однополостного гиперболоида вращения, в сечении плоскостью, в которой расположена продольная ось коллектора, каждая боковая сторона канавки сопряжена дугой с каждой расположенной вне канавки частью гиперболы, образованной вышеуказанным сечением однополостного гиперболоида вращения, причем центры кривизны дуг расположены в сторону продольной оси коллектора.

Посредством выполнения поверхности каждого из желобов в кольцах в виде поверхности однополостного гиперболоида вращения, выполнения канавки в желобе с расположением ее боковых поверхностей симметрично относительно горловой окружности однополостного гиперболоида вращения, сопряжения дугой боковых сторон канавки с частями гиперболы, расположения центров кривизны дуг в сторону продольной оси коллектора обеспечивается контактирование щетки с поверхностью желоба в кольце по крайней мере в двух точках поверхности желоба даже при расположении щетки на кольце с перекосом, так как поверхность однополостного гиперболоида вращения образована прямолинейной образующей и при перекосе щетки на кольце щетка устанавливается по этой прямолинейной образующей. Таким образом повышается надежность контактирования щетки с желобом на кольце.

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.

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 золотоникелиевого сплава 3лх-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 введена одна ветвь 9’’’ второй щетки, а с диаметрально противоположной стороны вторая ветвь 9IV 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 I закрыт крышкой II. Щеткодержатели 12’, 12’’ (фиг.2) установлены в корпусе I 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 9’’’, второй свободный конец образует вторую ветвь 9IV. Другие концы первой и второй ветвей 9’’’ 9IV 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’ и вторая ветвь 9’’ первой щетки (фиг.3) расположены в желобе 14 первого кольца 6’, имеют в сечении форму круга с диаметром d. Поверхность желоба 14 образована поверхностью однополосного гиперболоида вращения с поперечными осями O, Х, O, У, расположенными перпендикулярно продольной оси 5-5 коллектора 4, и продольной осью OZ, расположенной по продольной оси 5-5 коллектора 4.

Уравнение поверхности желоба 14:

где х, у, z – координаты поверхности желоба 14 по осям O1X, O1Y, O1Z соответственно;

r – радиус каждого из колец 6’, 6’’…6(n);

h – глубина желоба 14;

s – ширина желоба 14.

Профиль желоба 14 с канавкой 15 в месте расположения на кольце 6’ первой ветви 9’ первой щетки образован начинающимся от точки а на поверхности 16 кольца 6’ отрезка гиперболы а-б, дугой б-в, боковыми сторонами в-г и г-д канавки 15, дугой д-е, отрезком гиперболы е-ж, заканчивающимся в точке ж на поверхности 16.

Профиль желоба 14 с канавкой 15 в месте расположения на кольце 6’ второй ветви 9’’ первой щетки образован отрезком гиперболы а-б’, дугой б’-в’, боковыми сторонами в’-г’ и г’-д канавки 15, дугой д’-е’-г’, отрезком гиперболы е’-ж’.

Точка з на окружности сечения первой ветви 9’ первой щетки совпадает с вершиной гиперболы а-б-з-е-ж, разрезанной на отрезки а-б и е-ж канавкой 15 с боковыми сторонами в-г, г-д и дугами б-в, д-е. Контакт первой ветви 9’ первой щетки с желобом 14 осуществляется в точках б, е.

Центр O2 кривизны дуги б-в в точке б с радиусом кривизны и центр О3 кривизны дуги д-е в точке е с радиусом кривизны расположены от поверхности 16 кольца 6’ в сторону продольной оси 5-5 коллектора 4.

Точка з’ на окружности сечения второй ветви 9’’ первой щетки совпадает с вершиной гиперболы а’-б’-з’-е’-ж’, разрезанной на отрезки а’-б’ и е’-ж’ канавкой 15 с боковыми сторонами в’-г’, г’-д’ и дугами б’-в’, д’-e’. Контакт второй ветви 9’’ первой щетки с желобом 14 осуществляется в точках б’, е’.

Центр O4 кривизны дуги б’-в’ в точке б с радиусом кривизны и центр O5 кривизны дуги д’-е’ в точке е с радиусом кривизны расположены от поверхности 16 кольца 6’ в сторону продольной оси 5-5 коллектора 4.

Боковые стороны в-г, в’-г’ канавки 15 расположены симметрично по сравнению с боковыми сторонами г-д, г’-д’ относительно горловой окружности однополостного гиперболоида вращения с диаметром, соединяющим точки з, з.

Аналогичным образом выполнены все ветви всех щеток и желобы 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 б, б, е, е 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’’ вeтвeй первой щетки по желобу 14 продукты износа материалов первой щетки и кольца 6’ опадают сначала в канавку 15, а затем при повороте кольца 6’ на угол до 180 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).

Вследствие того, что поверхность однополостного гиперболоида вращения образована прямолинейными образующими, при расположении первой ветви 9’ или второй ветви 9’’ первой щетки в желобе 14 с перекосом их контактирование осуществляется в других точках отрезков а-б, а’-б’, е-ж, е’-ж’ гипербол профиля канавки 14. Таким образом повышается надежность контактирования щеток с кольцами за счет контакта каждой ветви щетки с желобом в кольце по крайней мере в двух точках.

Источники информации

1. Д.Д.Чурабо. Детали и узлы приборов. – М.: Машиностроение, 1975 г., с.448-453.

2. Свидетельство РФ на полезную модель №16311, МКИ7 G 01 D 5/282, 2000. Токосъемник.

Формула изобретения

Токосъемник, содержащий корпус, коллектор с расположенными по его продольной оси кольцами с образованным в каждом из них желобом с канавкой, щеткодержатели со щетками, введенными в контакт с желобами в кольцах, отличающийся тем, что поверхность каждого из желобов образована поверхностью однополостного гиперболоида вращения с продольной осью, направленной по продольной оси коллектора, канавка в желобе выполнена с расположением ее боковых поверхностей симметрично относительно горловой окружности однополостного гиперболоида вращения, в сечении плоскостью, в которой расположена продольная ось коллектора, каждая боковая сторона канавки сопряжена дугой с каждой расположенной вне канавки частью гиперболы, образованной вышеуказанным сечением однополостного гиперболоида вращения, причем центры кривизны указанных дуг расположены в сторону продольной оси коллектора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3


MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 02.07.2007

Извещение опубликовано: 20.12.2008 БИ: 35/2008


NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 10.01.2009

Извещение опубликовано: 10.01.2009 БИ: 01/2009


Categories: BD_2226000-2226999