RU2042241C1

RU2042241C1 - Disk current collector

Info

Publication number: RU2042241C1
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Ермаков; В.П. Клочков; Г.А. Павлов; Б.И. Смирнов; Ю.Д. Федоров
Original assignee: Лианозовский электромеханический завод
Priority date: 1992-08-18
Filing date: 1992-08-18
Publication date: 1995-08-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: current collector has disks 1,2 with concentric grooves 3 on their ends and projections 4 joined with them. Annular contact members 5 and 6 mounted in grooves and projections, at least one of them, are made wave-like with waves located on side surface. Provision is made for mounting two wave-like mating rings with and without displacement on wave pitch, arranged on top or at bottom, and also with one of contact members made in the form of annular V-shaped chute. Slip rings are provided with leads arranged on opposite side of disks and connected to input and output terminals. Sections of two disks are assembled in stack mounted on satellite antenna. EFFECT: enlarged functional capabilities due to multiple increase in contact members, reduced size, simplified design, facilitated manufacture, improved reliability in polluted atmospheres and at sudden temperature fluctuations. 7 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и радиотехнике и предназначено для скользящего токосъема от вращающейся части машины к неподвижной. The invention relates to electrical and radio engineering and is intended for sliding current collection from the rotating part of the machine to the stationary.

Известен токосъемник, выполненный в виде двух дисков, снабженных торцовыми концентричными кольцами и сопряженными с ними выступами, несущими кольцевые контактные элементы. Known current collector made in the form of two disks equipped with end concentric rings and associated protrusions carrying ring contact elements.

Его недостатками являются сложная конструкция контактных узлов в виде охватывающих кольца лепестков, ограниченное число контактов и технологическая слож- ность в изготовлении. Its disadvantages are the complex design of the contact nodes in the form of spanning petal rings, a limited number of contacts and technological complexity in manufacturing.

Изобретение расширяет технические возможности путем увеличения контактов в два и более раз при тех же габаритах, повышает технологичность и надежность за счет упрощения токосъемных элементов. The invention extends technical capabilities by increasing the contacts two or more times with the same dimensions, improves manufacturability and reliability due to the simplification of collector elements.

Это достигается выполнением контактных элементов, по крайней мере одного из дисков, в виде волнообразных колец с расположением волн на боковой поверхности. Возможны варианты: расположение в канавках дисков двух волнообразных колец, охватывающих плоские кольцевые контактные элементы; установка волнообразных колец со смещением по шагу на полшага волны или с совпадением шага волн. Волнообразные кольца могут быть установлены на выступах верхнего диска, а в сопрягаемых канавках нижнего диска устанавливаются кольцевые желоба U-образного сечения, стенки которых охватывают волнообразные кольца. Волнообразные кольцевые элементы могут быть одновременно установлены и в верхнем, и в нижнем дисках. This is achieved by the implementation of the contact elements of at least one of the disks in the form of wave-shaped rings with the arrangement of waves on the side surface. Possible options: the location in the grooves of the discs of two wave-shaped rings covering the flat annular contact elements; installation of wavy rings with a step offset of half a wave step or coincidence of the wave step. The wave-like rings can be mounted on the protrusions of the upper disk, and in the mating grooves of the lower disk, ring grooves of a U-shaped section are installed, the walls of which cover the wave-shaped rings. Wave-shaped ring elements can be simultaneously installed in both the upper and lower disks.

На фиг. 1 изображен токосъемник в плане; на фиг. 2 узел контактных колец в разрезе А-А на фиг. 1; на фиг. 3 узел I на фиг. 2; на фиг. 4 и 5 разрез Б-Б на фиг. 3, варианты исполнения; на фиг. 6 и 7 узел I на фиг. 2, варианты исполнения. In FIG. 1 shows a current collector in plan; in FIG. 2 the contact ring assembly in section AA in FIG. 1; in FIG. 3 node I in FIG. 2; in FIG. 4 and 5, section BB in FIG. 3, embodiments; in FIG. 6 and 7, node I in FIG. 2, options for execution.

Секция токосъемника состоит из двух дисков 1 и 2 с концентричными кольцевыми канавками 3 и выступами 4, выполненными на торцах, сопрягаемыми друг с другом. Диски выполнены из электроизоляционных материалов. В них вертикально расположены кольцевые контактные элементы 5 и 6 из электропроводящих материалов (фиг. 1 и 2). В выступах верхнего диска закреплены контактные кольца 5, во впадинах нижнего волнообразные кольца 6 с волнами на их боковой поверхности. Верхние кольца 5 контактируют с выступами нижних волнообразных колец 6, которые благодаря своей форме и упругости компенсируют погрешности изготовления и сборки, обеспечивая равномерное давление по всем контактным точкам. Контактные кольцы снабжены выводами 7, расположенными в углублениях с обратной стороны дисков и припаянными к входным и выходным 8 клеммам дисковой пары. The current collector section consists of two disks 1 and 2 with concentric annular grooves 3 and protrusions 4, made at the ends, mating with each other. Disks are made of insulating materials. They are vertically arranged ring contact elements 5 and 6 of electrically conductive materials (Fig. 1 and 2). In the protrusions of the upper disk, contact rings 5 are fixed, in the hollows of the lower, wave-like rings 6 with waves on their lateral surface. The upper rings 5 are in contact with the protrusions of the lower wave-like rings 6, which, due to their shape and elasticity, compensate for manufacturing and assembly errors, providing uniform pressure at all contact points. The contact rings are equipped with leads 7 located in the recesses on the back of the disks and soldered to the input and output 8 terminals of the disk pair.

Для расширения технических возможностей в канавках 3 нижнего диска устанавливаются по два волнообразных кольца 6а и 6б, охватывающих верхнее контактное кольцо 5 (фиг. 3). Это позволяет при смещении волнообразных колец в канавке на полшага Р/2 повысить надежность контактов 6в (фиг. 4), а при совпадении волн по шагу увеличить число контактов вдвое (фиг. 5). Также вдвое увеличивается число контактов при установке волнообразного контактного кольца 9 в сопряжении с кольцевым контактным желобом 10 (фиг. 6). Желоб имеет U-образное сечение, выполнен из упругого материала и установлен в канавке нижнего диска 2. Волнообразное контактное кольцо 9 крепится в кольцевом выступе верхнего диска 1 и благодаря расширяющемуся профилю канавки 3 обжимается упругими стенками желоба, который опирается на заклинивающиеся стенки канавки 3. Наибольшее число контактов обеспечивают два волнообразных кольца 6 и 9, установленные соответственно в пазу 3 нижнего дика 2 и в выступе 4 верхнего диска 1 (фиг. 7). Соприкасаясь выступами волн, контактные кольца обеспечивают надежный съем сигналов, число которых равно произведению волн. Шаг волн практически ограничивается конструктивными размерами контактных узлов. При их миниатюризации число контактов может достигать нескольких сотен тысяч на каждую пару контактных колец. To expand technical capabilities, two wave-like rings 6a and 6b are installed in the grooves 3 of the lower disk, covering the upper contact ring 5 (Fig. 3). This allows for the displacement of wave-like rings in the groove by half a step P / 2 to increase the reliability of contacts 6c (Fig. 4), and if the waves coincide in a step, double the number of contacts (Fig. 5). The number of contacts also doubles when installing a wave-shaped contact ring 9 in conjunction with the annular contact groove 10 (Fig. 6). The groove has a U-shaped cross section, made of elastic material and installed in the groove of the lower disk 2. The wave-like contact ring 9 is mounted in the annular protrusion of the upper disk 1 and, thanks to the expanding profile of the groove 3, is crimped by the elastic walls of the groove, which rests on the wedged walls of the groove 3. The largest the number of contacts is provided by two wave-shaped rings 6 and 9, respectively installed in the groove 3 of the lower dick 2 and in the protrusion 4 of the upper disk 1 (Fig. 7). In contact with the protrusions of the waves, the contact rings provide a reliable pickup of signals, the number of which is equal to the product of the waves. The step of the waves is practically limited by the design dimensions of the contact nodes. With their miniaturization, the number of contacts can reach several hundred thousand for each pair of slip rings.

Секции из дисков набираются в пакет, который устанавливается в неподвижный корпус, а диски посредством шпонок 11 и 12 (фиг. 1) соединяются с подвижным и неподвижным узлами токосъемника (не показаны). Диски с внутренними шпонками 11 устанавливаются на вращающийся вал, а с наружными шпонками 12 в неподвижный корпус (не показан). В канавки нижнего диска 2 закладывается консистентная смазка, снижающая коэффициент трения контактов. Смазка предупреждает износ и выделение металлической пыли от трения двух металлических поверхностей, повышает стабильность переходного сопротивления контактов. Контактные элементы защищаются от загрязнения торцовыми уплотнениями по внешнему и внутреннему контурам дисков. Sections of the disks are stacked in a package that is installed in a fixed housing, and the disks are connected to the movable and fixed nodes of the current collector (not shown) by means of keys 11 and 12 (Fig. 1). Disks with internal keys 11 are mounted on a rotating shaft, and with external keys 12 in a fixed housing (not shown). Grease is placed in the grooves of the lower disk 2, which reduces the coefficient of friction of the contacts. Lubrication prevents wear and the release of metal dust from friction of two metal surfaces, increases the stability of the transition resistance of the contacts. Contact elements are protected from contamination by mechanical seals along the external and internal contours of the disks.

Сигналы, поступающие от передающего устройства, например антенны или командоаппарата, распределяются по ходу вращения на приемные органы и исполнительные механизмы. Обладая значительно большим числом контактов, токосъемник надежно работает в условиях загрязненной среды при значительных перепадах температур от -100 до +100^оС. Волнообразные кольцевые элементы компенсируют температурные изменения размеров без повышения внутренних напряжений. При использовании температуростойких изоляционных материалов этот диапазон может быть значительно превышен, и токосъемник способен работать в условиях космического перепада температур на солнечной и теневой сторонах аппарата.Signals from a transmitting device, such as an antenna or a command device, are distributed in the direction of rotation to the receiving organs and actuators. With a much larger number of contacts, the current collector operates reliably in a polluted environment with significant temperature variations from -100 to +100 ^C. The wavy annular members to compensate temperature variations of sizes without increasing internal stresses. When using heat-resistant insulating materials, this range can be significantly exceeded, and the current collector is able to work in conditions of space temperature difference on the solar and shadow sides of the device.

Claims

1. ДИСКОВЫЙ ТОКОСЪЕМНИК, содержащий два диска, снабженных торцевыми концентричными канавками и сопряженными с ними выступами, несущими контактные элементы, отличающийся тем, что контактные элементы по крайней мере одного из дисков выполнены в виде волнообразных колец с расположением волн на боковой поверхности. 1. DISK SURVEY, containing two disks equipped with end concentric grooves and associated protrusions carrying contact elements, characterized in that the contact elements of at least one of the disks are made in the form of wave-like rings with the arrangement of waves on the side surface.

2. Токосъемник по п.1, отличающийся тем, что в канавках установлены по два волнообразных кольца, охватывающих кольцевые контактные элементы, расположенные на выступах. 2. The current collector according to claim 1, characterized in that in the grooves two wave-shaped rings are installed, covering the ring contact elements located on the protrusions.

3. Токосъемник по п.2, отличающийся тем, что волнообразные кольца установлены в канавке со смещением по шагу. 3. The current collector according to claim 2, characterized in that the wave-like rings are installed in the groove with a step offset.

4. Токосъемник по пп.2 и 3, отличающийся тем, что волнообразные кольца установлены в канавке со смещением по шагу на полшага волны. 4. The current collector according to claims 2 and 3, characterized in that the wave-like rings are installed in the groove with a step offset of half a wave step.

5. Токосъемник по п.2, отличающийся тем, что волнообразные кольца установлены в канавках с совпадением по шагу волны. 5. The current collector according to claim 2, characterized in that the wave-like rings are installed in the grooves with coincidence in the step of the wave.

6. Токосъемник по п.1, отличающийся тем, что волнообразные кольца установлены на выступах верхнего диска, а в сопряженных с ними канавках нижнего диска установлены желобки U-образного сечения, упругие стенки которых охватывают волнообразные кольца. 6. The current collector according to claim 1, characterized in that the wave-like rings are mounted on the protrusions of the upper disk, and grooves of a U-shaped section are installed in the grooves of the lower disk associated with them, the elastic walls of which cover the wave-shaped rings.

7. Токосъемник по п.1, отличающийся тем, что волнообразные кольца установлены в верхнем и нижнем дисках. 7. The current collector according to claim 1, characterized in that the wave-like rings are installed in the upper and lower disks.