RU2566807C1 - Signalling current-collecting device - Google Patents

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: signalling current-collecting device is made of a set of rings with a groove, which are installed at insulators on a shaft (2) and brushes (3) with resilient current-conducting plate springs and contact pieces installed in them. The plate springs have the minimum rigidity and ensure an optimal compression force that presses the contact piece to the ring in big contact travel. The contact pieces are made of alloys of precious metals and ensure an increased service life and minimum resistance at the minimum contact pressure that practically excludes the wear of contact and ring surfaces. The rings are made of a gold alloy or have a coating. In order to ensure the precise setting of the contacts in regard to the rings a body (4) is used with double-sided slots shifted per one ring thus allowing minimum dimensions and weight of the device, which is especially important in space hardware.

EFFECT: higher reliability of the device, reduced weight and increased functional capabilities for the structure.

2 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 телеметрической информации и сигналов управления между солнечной батареей и космическим аппаратом. Оно используется для передачи относительно небольших токов.The present invention is intended to transmit telemetry information and control signals between the solar battery and the spacecraft. It is used to transmit relatively small currents.

Известны токосъемные устройства (например, авторское свидетельство SU 1695429), содержащие неподвижные контактные лепестковые кольца и сопряженные с ними плоские подвижные контактные кольца. Оно отличается большими габаритами и массой и сложностью обеспечения постоянного усилия поджатия электрического контакта лепесткового типа и ограничениям на материалы контактируемых пар (контактируемые материалы определяются нанесением покрытий на кольца, которые имеют электрические, механические и триботехнические характеристики существенно ниже металлов и их сплавов).Known collectors (for example, copyright certificate SU 1695429) containing fixed contact petal rings and associated with them flat movable contact rings. It is distinguished by its large dimensions and weight and the complexity of ensuring a constant effort to compress the electrical contact of the petal type and the restrictions on the materials of the contacted pairs (contacted materials are determined by coating rings that have electrical, mechanical and tribological characteristics substantially lower than metals and their alloys).

Существенное сокращение габаритов, массы и повышение ресурса достигнуто за счет использования П-образных упругих щеток из проволоки круглого сечения и колец с канавкой (патент RU 2111587) и соответствующего способа их закрепления. Данное изобретение взято в качестве прототипа.A significant reduction in size, weight and increase in resource is achieved through the use of U-shaped elastic brushes made of round wire and rings with a groove (patent RU 2111587) and the corresponding method of their fastening. This invention is taken as a prototype.

Аналогичная конструкция с U-образными щетками в патенте RU 2226309, запатентована форма канавки кольца.A similar design with U-shaped brushes in patent RU 2226309, the shape of the ring groove is patented.

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 сигнальное токосъемное устройство выполнено из набора колец с канавкой, установленных на изоляторах на валу и щеток с упругими токопроводящими пластинчатыми пружинами и установленными в них контакт-деталями. Пластинчатые пружины имеют минимальную жесткость и обеспечивают оптимальное усилие поджатия контакт-детали к кольцу на большом ходе контакта (уменьшаются требования к выставке щеток и биению колец, расположенных на валу). Контакт-детали выполнены из сплавов благородных металлов и обеспечивают увеличение ресурса и минимальное сопротивление при минимальном контактном давлении, практически исключающем износ поверхностей контактов и колец. Кольца выполнены из сплавов золота или имеют покрытие с последующей механической обработкой для повышения чистоты поверхности и упрочнения покрытия, например раскаткой.The problem is achieved in that the signal collector is made of a set of rings with a groove mounted on insulators on the shaft and brushes with elastic conductive plate springs and contact parts installed in them. Leaf springs have minimal stiffness and provide optimal force to compress the contact part to the ring over a long contact path (reduced requirements for the exhibition of brushes and runout rings located on the shaft). Contact details are made of alloys of noble metals and provide an increase in resource and minimum resistance with a minimum contact pressure that virtually eliminates wear on contact surfaces and rings. Rings are made of gold alloys or have a coating followed by machining to increase the surface cleanliness and hardening of the coating, for example by rolling.

Для обеспечения точной выставки контактов относительно колец используется корпус с двухсторонними пазами, смещенными на одно кольцо, что позволяет выполнить устройство с минимальными габаритами и массой, что особенно важно в космической технике.To ensure an accurate exhibition of contacts relative to the rings, a case with double-sided grooves offset by one ring is used, which allows the device to be made with minimal dimensions and weight, which is especially important in space technology.

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 in FIG. 1 shows a General view of the claimed device with a cut.

Сигнальное токосъемное устройство состоит из нескольких десятков цепей. Каждая цепь состоит из кольца 1, установленного на валу 2, и щетки 3. Щетки установлены в двухсторонних пазах корпуса 4. Пазы с каждой стороны выполнены через одно кольцо вала 2. Пазы одной стороны смещены относительно другой на одно кольцо. Щетки имеют пластинчатые пружины 5 и контакт-детали 6. Щетки устанавливаются на одну или несколько шпилек 7.The signal collector consists of several dozen circuits. Each chain consists of a ring 1 mounted on the shaft 2 and a brush 3. The brushes are installed in the two-sided grooves of the housing 4. The grooves on each side are made through one ring of the shaft 2. The grooves of one side are offset from one another by one ring. The brushes have leaf springs 5 and contact parts 6. The brushes are mounted on one or more studs 7.

Передача электрических сигналов может производиться как при вращении, так и в неподвижном состоянии. Надежный электрический контакт обеспечивается за счет применения контакт-детали 6 из сплавов благородных металлов. Применение сплавов позволяет обеспечить твердость, износостойкость и минимальное электрическое сопротивление при вращении вала 2 токосъемника. Подбор материалов контакт-детали 6 и кольца 1 позволяет обеспечить стабильный электрический контакт при усилии до 0,01 Н. Постоянное усилие поджатия контакт-детали 6 к кольцу 1 обеспечивается пластинчатыми пружинами 5, с плоскостью, параллельной оси вращения, имеющими минимальную жесткость в радиальном направлении к валу и максимальную в осевом. Этим же обеспечивается постоянное усилие поджатия контакт-деталей при вращении и совместно с пазами корпуса 4 постоянное положение контакт-деталей на дорожке кольца 1 при механических воздействиях (перегрузках, вибрационных воздействиях). Возможность конструкции обеспечить подбор материалов пар скольжения и выставки постоянного минимально необходимого усилия поджатия обеспечивает минимальное трение и износ контактных поверхностей, повышает надежность и ресурс сигнального токосъемного устройства.The transmission of electrical signals can be carried out both during rotation and in a stationary state. Reliable electrical contact is ensured through the use of contact parts 6 of precious metal alloys. The use of alloys allows to provide hardness, wear resistance and minimal electrical resistance during rotation of the shaft 2 of the current collector. The selection of materials of the contact part 6 and the ring 1 allows for stable electrical contact with a force of up to 0.01 N. A constant force to compress the contact part 6 to the ring 1 is provided by leaf springs 5, with a plane parallel to the axis of rotation, which have minimal radial stiffness to the shaft and maximum axial. This also ensures a constant force of preloading of contact parts during rotation and, together with the grooves of the housing 4, a constant position of the contact parts on the track of the ring 1 under mechanical stresses (overloads, vibrational influences). The ability of the design to ensure the selection of materials for slip pairs and exhibits a constant minimum required preload force ensures minimal friction and wear of the contact surfaces, increases the reliability and life of the signal collector.

Достигаемый технический результат заключается в уменьшении массы и габаритов устройства, обеспечении минимального переходного сопротивления цепей, повышении ресурса и надежности устройства за счет конструкции щеток и способа их установки в корпус сигнального токосъемного устройства, а также в повышении технологичности изготовления устройства.Achievable technical result consists in reducing the mass and dimensions of the device, ensuring a minimum transition resistance of the circuits, increasing the resource and reliability of the device due to the design of the brushes and the way they are installed in the body of the signal collector, as well as improving the manufacturability of the device.

Claims (1)

Сигнальное токосъемное устройство, имеющее несколько цепей, состоящее из корпуса с установленными щетками и вала с набором контактных колец с канавкой, отличающееся тем, что щетки выполнены с упругими токопроводящими пластинчатыми пружинами с плоскостью, параллельной оси вращения, с установленными в них контакт-деталями, выполненными из сплавов благородных металлов, и щетки установлены в двухсторонних пазах корпуса, смещенных на одно кольцо. Signal current collection device having several circuits, consisting of a housing with mounted brushes and a shaft with a set of slip rings with a groove, characterized in that the brushes are made with elastic conductive plate springs with a plane parallel to the axis of rotation, with contact parts installed in them, made from alloys of precious metals, and brushes are installed in the two-sided grooves of the housing, offset by one ring.