RU2543136C2 - Multichannel current collector - Google Patents

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering, namely, to multichannel current collectors of miniature design. The multichannel current collector is formed by a set of collector rings, separated by isolation rings. The collector rings consist of external, internal and elastic current-conducting rings with coating of working areas with metals with minimum transition resistance, for example, alloys of gold, argentums, palladium, etc. To ensure the minimum transition resistance and increase the manufacture adaptability of fabrication of details the working surfaces of the rings are made cylindrical with minimum unevenness. The edges of working surfaces are rounded by radius or bevel - the zones are formed for collection of wear materials. The minimum wear is ensured by the tapered shape of separating isolation rings and radius blunting of edges of elastic current-conducting rings. The separator is used which is formed by rollers located between the current-conducting rings and having a diameter a bit less than the difference of radiuses. The rollers are made from non-metal materials with a minimum friction coefficient, such as fluoroplastic, polyamides.

EFFECT: improvement of reliability of the device and decrease of the structure weight.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, к многоканальным токосъемным устройствам миниатюрного исполнения и может быть использовано в космической технике.The invention relates to the field of electrical engineering, to multi-channel collector devices of miniature design and can be used in space technology.

Настоящее изобретение предназначено для передачи электроэнергии с солнечной батареи на космический аппарат.The present invention is intended to transmit electricity from a solar battery to a spacecraft.

Известны многоканальные токосъемные устройства (например, авторское свидетельство SU 1737589), объединяющие несколько токопроводящих подшипников, сжатых осевым усилием для обеспечения надежного электрического контакта. Оно отличается точечным электрическим контактом шариков и невозможностью обеспечить постоянный контакт всех токопроводящих шариков подшипника одновременно за счет погрешностей поверхностей колец.Known multichannel current collecting devices (for example, copyright certificate SU 1737589), combining several conductive bearings, compressed by axial force to ensure reliable electrical contact. It is distinguished by point electrical contact of the balls and the inability to ensure constant contact of all conductive balls of the bearing at the same time due to errors in the surfaces of the rings.

Обеспечение постоянного контакта всех токопроводящих колец решено в патенте RU 2275721 за счет использования упругих токопроводящих колец, расположенных между концентричными наружным и внутренним кольцами. Для обеспечения постоянного контактного давления диаметр упругого токопроводящего кольца выполнен больше разницы радиусов наружного и внутреннего кольца. Данное изобретение взято в качестве прототипа.Ensuring constant contact of all conductive rings is decided in patent RU 2275721 through the use of elastic conductive rings located between the concentric outer and inner rings. To ensure constant contact pressure, the diameter of the elastic conductive ring is made larger than the difference between the radii of the outer and inner rings. This invention is taken as a prototype.

Недостатком этого устройства является наличие буртика или сферической поверхности контактных колец и сепаратора, что приводит к увеличению габаритов устройства и существенному усложнению технологии получения минимальной шероховатости, обеспечивающей минимальное переходное сопротивление цепи устройства.The disadvantage of this device is the presence of a flange or a spherical surface of the contact rings and the separator, which leads to an increase in the dimensions of the device and a significant complication of the technology for obtaining minimal roughness, providing minimum transition resistance of the device circuit.

Задачей заявленного изобретения является повышение надежности устройства, снижение массы конструкции и повышение функциональных возможностей.The objective of the claimed invention is to increase the reliability of the device, reducing the weight of the structure and increasing functionality.

Поставленная задача достигается тем, что многоканальное токосъемное устройство, имеющее несколько цепей, выполнено из набора подвижных и неподвижных соосных наружных и внутренних токосъемных колец, упругих токопроводящих колец, контактирующих с соответствующими по месту наружными и внутренними токосъемными кольцами, которые разделены изоляционными кольцами. Многоканальное токосъемное устройство имеет сепаратор, выполненный из роликов, расположенных между токопроводящими кольцами, рабочие поверхности наружного и внутреннего кольца цилиндрической формы выполнены с фасками или скруглениями, а разделительные изоляционные кольца выполнены конической формы.The problem is achieved in that a multichannel current collection device having several circuits is made of a set of movable and fixed coaxial external and internal current collection rings, elastic conductive rings in contact with the corresponding external and internal current collection rings, which are separated by insulating rings. The multichannel current collector has a separator made of rollers located between the conductive rings, the working surfaces of the outer and inner cylindrical rings are made with chamfers or roundings, and the dividing insulating rings are made of conical shape.

Рабочие поверхности токосъемных колец покрыты металлами, имеющими минимальное переходное сопротивление, например сплавы золота, серебра, палладия и др. Для обеспечения минимального переходного сопротивления и повышения технологичности изготовления деталей рабочие поверхности колец выполнены цилиндрическими с минимальной шероховатостью. Для повышения надежности и ресурса края рабочих поверхностей скруглены радиусом или фаской - созданы зоны для сбора продуктов износа. Обеспечению минимального износа способствует коническая форма разделительных изоляционных колец и радиусные притупления кромок упругих токопроводящих колец. Уменьшение массы и габаритов, что особенно важно в космической технике, обеспечивается применением сепаратора из роликов, расположенных между токопроводящими кольцами. Сепаратор не выступает за габариты токопроводящих колец.The working surfaces of the slip rings are coated with metals having a minimum transition resistance, for example, alloys of gold, silver, palladium, etc. To ensure a minimum transition resistance and increase the manufacturability of parts, the working surfaces of the rings are cylindrical with minimal roughness. To increase reliability and resource, the edges of the working surfaces are rounded with a radius or bevel - zones for collecting wear products have been created. Ensuring minimal wear contributes to the conical shape of the separation insulating rings and the radial blunting of the edges of the elastic conductive rings. The reduction in weight and dimensions, which is especially important in space technology, is ensured by the use of a separator from rollers located between the conductive rings. The separator does not advocate for the dimensions of the conductive rings.

Оптимальный диаметр роликов должен быть меньше разности радиусов наружного и внутреннего колец не более чем на половину величины деформации упругого токопроводящего кольца. Ролики исключают пластическую деформацию упругих токопроводящих колец при эксплуатации. Ролики выполнены из неметаллических материалов с минимальным коэффициентом трения типа фторопласт, полиамиды. Противовращение обеспечивает очистку рабочих поверхностей.The optimal diameter of the rollers should be less than the difference between the radii of the outer and inner rings by no more than half the amount of deformation of the elastic conductive ring. Rollers exclude plastic deformation of elastic conductive rings during operation. The rollers are made of non-metallic materials with a minimum coefficient of friction such as fluoroplastic, polyamides. Counter rotation provides cleaning of work surfaces.

Суть изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид заявленного устройства с разрезом.The essence of the invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a General view of the claimed device with a cut.

Многоканальное токосъемное устройство состоит из нескольких цепей, состоящих из набора наружных 1 и внутренних 2 токосъемных колец, а также упругих токопроводящих колец 3, которые разделены изоляционными кольцами 4 и 5 или 6. Изменяя количество наборов колец можно создать многоканальные токосъемные устройства различной мощности.A multi-channel collector consists of several circuits consisting of a set of external 1 and internal 2 collector rings, as well as elastic conductive rings 3, which are separated by insulating rings 4 and 5 or 6. By changing the number of sets of rings, multi-channel collector devices of various capacities can be created.

В процессе передачи электрической энергии могут вращаться как наружные 1, так и внутренние кольца 2. Передача электрического тока происходит через упругие токопроводящие кольца 3. Электрическая изоляция между электрическими цепями обеспечивается разделительными изоляционными кольцами 4 и 5 или 6. Минимальное трение и очистка рабочих поверхностей колец обеспечивается сепаратором, выполненным из роликов 7, которые вращаются со скольжением за счет одновременного контакта с поверхностями, имеющими различные линейные скорости как по величине, так и по направлению. Продукты износа сметаются роликами в фаски наружных и внутренних колец. Повышению надежности способствует и радиусное скругление торцевых поверхностей упругих токопроводящих колец.During the transmission of electrical energy, both the outer 1 and the inner rings can rotate 2. The electric current is transmitted through elastic conductive rings 3. The electrical insulation between the electric circuits is provided by dividing insulating rings 4 and 5 or 6. Minimal friction and cleaning of the working surfaces of the rings is ensured a separator made of rollers 7, which rotate with sliding due to simultaneous contact with surfaces having different linear speeds as in magnitude e, and direction. Wear products are swept away by rollers in chamfers of outer and inner rings. Radius rounding of end surfaces of elastic conductive rings also contributes to reliability.

Достигаемый технический результат заключается в уменьшении массы и габаритов устройства (сепаратор не выступает за габариты токопроводящих колец), обеспечении минимального переходного сопротивления цепей, повышении ресурса и надежности устройства за счет сепаратора, выполненного из роликов, очищающих рабочие поверхности, и специальной формы рабочих поверхностей с фасками, а также в повышении технологичности изготовления деталей.Achievable technical result consists in reducing the mass and dimensions of the device (the separator does not advocate for the dimensions of the conductive rings), ensuring minimum transition resistance of the circuits, increasing the life and reliability of the device due to the separator made of rollers cleaning the working surfaces, and a special shape of the working surfaces with chamfers , as well as to increase the manufacturability of manufacturing parts.

Claims (2)

1. Многоканальное токосъемное устройство, имеющее несколько цепей, содержащее набор подвижных и неподвижных соосных наружных и внутренних токосъемных колец, упругих токопроводящих колец, контактирующих с наружными и внутренними токосъемными кольцами, которые разделены изоляционными кольцами, отличающееся тем, что устройство имеет сепаратор, выполненный из роликов, расположенных между токопроводящими кольцами, рабочие поверхности наружного и внутреннего кольца цилиндрической формы выполнены с фасками или скруглениями, а разделительные изоляционные кольца выполнены конической формы.1. A multichannel current collecting device having several circuits, comprising a set of movable and fixed coaxial external and internal current collecting rings, elastic conductive rings in contact with the external and internal current collecting rings, which are separated by insulating rings, characterized in that the device has a separator made of rollers located between conductive rings, the working surfaces of the outer and inner cylindrical rings are made with chamfers or fillets, and the separator The insulating rings are conical. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диаметр роликов должен быть меньше разности радиусов наружного и внутреннего колец не более чем на половину величины деформации упругого токопроводящего кольца. 2. The device according to claim 1, characterized in that the diameter of the rollers must be less than the difference between the radii of the outer and inner rings by no more than half the amount of deformation of the elastic conductive ring.

Images