Результат интеллектуальной деятельности: ВРАЩАЮЩЕЕСЯ КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электротехнике, в частности к узлам токосъема, и может быть использовано в электрических машинах и устройствах.

Известен щеточно-коллекторный узел (Авторское свидетельство СССР №1815710), содержащий коллектор, на котором установлены диаметрально-противоположные щеткодержатели с разнополярными токосъемными щетками и щеткодержатели с дополнительными щетками. Дополнительные щетки установлены в щеткодержателях на каждую дорожку коллектора. Количество дополнительных щеток на дорожке коллектора определяется из условия получения минимального износа токосъемных и дополнительных щеток.

Известен узел скользящего токосъема электрической машины (Патент РФ №2162261), содержащий контактные кольца, штатные щеткодержатели с подпружиненными токосъемными щетками и подпружиненными дополнительными щетками. Составные части дополнительных щеток соединяются клеем. Дополнительные щетки установлены в штатных щеткодержателях на каждую контактную дорожку кольца между токоведущими щетками.

К недостаткам данных конструкций надо отнести то, что щетка скользит по коллектору, и срок службы машины определяется сроком службы щеток, связанным с их износом. Данные устройства не позволяют передавать без искажения слабые аналоговые и импульсные сигналы из-за повышенного уровня электрических шумов в месте контакта. Также к недостаткам этих устройств надо отнести повышенный уровень шума, сложность конструкции, большие габаритные размеры и вес устройств.

Известен поворотный кольцевой узел для передачи больших токов (United States Patent №4372633), содержащий два круглых лежащих в одной плоскости электропроводных кольца, установленные между ними в зазоре упругие нитевидные круглые контуры, в поворотном контакте с которыми расположены разделительные детали, удерживающие детали, которые удерживают разделительные детали в контакте с круглыми контурами.

Известно токосъемное устройство (Авторское свидетельство СССР №660132), содержащее концентрично расположенные неподвижное и вращающееся токопроводящие кольца и установленные между ними с напряжением упругие токопроводящие кольца и сепаратор. Данное устройство является наиболее близким аналогом, (прототипом) заявляемого изобретения.

К недостаткам данных конструкций следует отнести низкую пропускную способность по току и повышенный уровень шума. Также недостатком является то, что контактные поверхности контактных колец блоков имеют сферическую форму, а промежуточное кольцо имеет цилиндрическую поверхность, вследствие этого контакт происходит по четырем точкам, а не по всей поверхности, что предъявляет повышенные требования к точности изготовления деталей и не позволяет улучшить контакт между рабочими органами.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является передача без искажения слабых аналоговых и импульсных сигналов. Техническими результатами при реализации изобретения являются, в частности, уменьшение искажения формы сигнала, исключение трения скольжения, улучшение контакта между рабочими органами, обеспечение постоянства переходного сопротивления, снижение габаритов, массы, повышение надежности, долговечности, электрической прочности, снижение уровня шума и вибрации, исключение искрения, повышение эксплуатационных характеристик и упрощение технологии изготовления и сборки.

Влияние на достижение указанных технических результатов оказывают нижеприведенные отличительные признаки. Вращающееся контактное устройство вместо коллектора и щеток содержит два блока контактных колец, расположенных соосно с помощью подшипников. Между блоками контактных колец находятся промежуточные кольца, осуществляющие контакт между кольцами блоков. Для осуществления надежного контакта между контактными и промежуточным кольцами диаметр промежуточного кольца выполнен больше чем разница радиусов контактных поверхностей внутреннего и наружного колец. Размер и форма контактных поверхностей колец блоков и промежуточных колец выбирается из условия необходимости удержания промежуточного кольца в рабочем положении и обеспечения оптимальной поверхности контакта. Количество промежуточных колец, осуществляющих контакт между парой контактных колец, может быть увеличено до 2 и более.

На фиг.1 и 2 приведен чертеж конструкции вращающегося контактного устройства в разрезе.

Вращающееся контактное устройство (фиг.1, 2) содержит два блока контактных колец 1 и 2, расположенных соосно с помощью подшипников 3 и 4, между которыми находится промежуточные кольца 5, осуществляющие контакт между вращающимися блоками 1 и 2. Каждое контактное кольцо блока состоит из металлической (контактной) части 6, конструктивно соединенной с опорно-изоляционной частью 7. В каждой опорно-изоляционной части 7 имеется паз 8 для вывода контактных проводов блоков контактных колец. Такая конструкция блоков контактных колец позволяет улучшить технологию изготовления и сборки блока контактных колец, получить возможность изготовления колец различными способами, достигнуть многовариантности конструкций установки блоков контактных колец. Контактные кольца блока 1 выполнены с наружной контактной поверхностью, контактные кольца блока 2 - с внутренней.

Для удержания промежуточного кольца в рабочем положении контактные поверхности могут быть выполнены различными способами. В одном случае, контактные поверхности контактных колец блоков могут быть выполнены с буртиками, а промежуточное кольцо иметь цилиндрическую контактную поверхность. В другом случае контактные поверхности контактных колец блоков могут быть выполнены в виде части сферы, внутренней или наружной, и тогда контактная поверхность промежуточного кольца выполняется так же в виде сферы, наружной или внутренней соответственно. Для удержания промежуточных колец в рабочем положении они могут быть объединены сепаратором.