ТОКОСЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в подъемно-транспортных машинах, в частности в автогидроподъемниках и автокранах.
Известно многоканальное токосъемное устройство для передачи электроэнергии и электрических сигналов с неповоротной части машин на поворотную, устанавливаемое на автогидроподъемники (см. Полосин М.Д. Устройство и эксплуатация подъемно-транспортных и строительных машин: Учеб. для нач. проф. образования - М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 1999, с.252-253, рис.171).
Устройство содержит корпус с осевым отверстием, снабженный поводком, связанным с подвижной частью подъемника. Внутри корпуса размещены пустотелая ось с фланцем на одном из ее концов, жестко скрепляемым с опорной рамой подъемника, и токосъемная часть, включающая одну группу неповоротных электроконтактов и две группы поворотных электроконтактов поджимного типа с присоединенными к ним проводами для соединения электрооборудования, расположенного на поворотной раме подъемника с электрооборудованием неповоротной части и шасси автомобиля. Группа неповоротных контактов выполнена в виде смонтированных на пустотелой оси и токоизолированных друг от друга и от корпуса токопроводящих колец с подсоединенными к их внутренней поверхности проводами, а каждая группа поворотных контактов включает в себя установленные в щеткодержателях подпружиненные щетки, контактирующие с внешними цилиндрическими поверхностями токопроводящих колец. Группы поворотных контактов смонтированы на выполненных из изоляционного материала стойках, установленных внутри корпуса на его донной части. Данное токосъемное устройство обладает недостаточной эксплуатационной надежностью, так как в каждом коммутируемом канале используется только одна щетка, при этом нарушение контакта между щеткой и металлическим кольцом, например из-за вибраций токосъемного устройства при транспортировке подъемника, или при загрязнении электроконтактов при работе в условиях стройки, приведет к нарушению целостности электрической цепи и отказу оборудования, расположенного на подвижной части автогидроподъемника.
Известно также многоканальное токосъемное устройство для передачи электроэнергии и электрических сигналов с неповоротной части машин на поворотную и наоборот, устанавливаемое на автокраны с гидроприводом (см. Полосин М.Д. Устройство и эксплуатация подъемно-транспортных и строительных машин: Учеб. для нач. проф. образования - М.: ИРПО; Изд. центр «Академия», 1999, 101-102, рис.48).
Данное устройство содержит траверсу с осевым отверстием, снабженную поводком для соединения с поворотной частью машины, кожухом и двумя стойками, выполненными в виде шпилек для крепления кожуха на траверсе с надетыми на их стержни изоляционными элементами. На траверсе смонтирована токосъемная часть, включающая одну группу неповоротных контактов в виде набора изолированных друг от друга и от траверсы токопроводящих колец с подсоединенными к их внутренним поверхностям проводами, снабженную установленным в отверстии траверсы опорным элементом в виде стакана с фланцем, скрепляемым с неповоротной частью машины, и две группы поворотных контактов прижимного типа, каждая из которых включает в себя закрепленные на соответствующей стойке хомуты с подсоединенными к ним проводами и шарнирно закрепленными на каждом хомуте двумя подпружиненными щеткодержателями, на свободных концах которых закреплены щетки, контактирующие с внешней цилиндрической поверхностью токопроводящего кольца.
Упомянутое устройство также обладает недостаточной эксплуатационной надежностью из-за ограниченной вибростойкости.
Наиболее близким к предложенной полезной модели является многоканальное токосъемное устройство для передачи электрический сигналов с неповоротной части машин на поворотную и наоборот, устанавливаемое на автокраны с гидроприводом (см. патент RU №73554 U1, H01R 39/00, В66С 13/12, 20.05.2008, рис.5).
Данное устройство содержит траверсу с осевым отверстием, снабженную поводком для соединения с поворотной частью машины, кожухом и двумя стойками, выполненными в виде шпилек для крепления кожуха на траверсе с надетыми на их стержни изоляционными элементами, и смонтированную на траверсе токосъемную часть, включающую одну группу неповоротных контактов в виде набора изолированных друг от друга и от траверсы токопроводящих колец с подсоединенными к их внутренним поверхностям проводами, снабженную установленным в отверстии траверсы опорным элементом в виде стакана с фланцем, скрепляемым с неповоротной частью машины, и две группы поворотных контактов прижимного типа, каждая из которых включает в себя закрепленные на соответствующей стойке хомуты с подсоединенными к ним проводами и шарнирно закрепленными на каждом хомуте двумя подпружиненными щеткодержателями, на свободных концах которых закреплены щетки, контактирующие с внешней цилиндрической поверхностью токопроводящего кольца, согласно полезной модели, токосъемная часть снабжена третьей группой поворотных контактов прижимного типа с расположением всех стоек вокруг группы неповоротных контактов на равном угловом расстоянии друг от друга.
Указанное устройство обладает пониженной степенью зашиты оболочки (кожуха) от проникновения внутрь пыли и влаги из-за наличия в нем сквозного отверстия, совмещенного с осевым отверстием траверсы, и предназначенного для пропускания через него троса управления подачей топлива в двигательную установку, расположенную на неповоротной части машины. При этом упомянутый трос используется для обеспечения дистанционной передачи механического воздействия от педали акселератора, находящейся в поворотной части, на механизм подачи топлива, находящийся на неповоротном шасси машины.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение степени защиты устройства от пыли и влаги с обеспечением технического результата, выражающегося в повышении надежности и улучшении технико-эксплуатационных качеств машины в целом.
Поставленная задача решается тем, что токосъемное устройство, содержащее траверсу с осевым отверстием и поводком для передачи вращения, установленный в отверстие траверсы на первом подшипнике качения опорный элемент в виде стакана с фланцем, предназначенным для скрепления с неподвижной частью машины, полую ось, одним концом скрепленную внутри опорного стакана, смонтированную на оси группу неповоротных контактов в виде набора изолированных друг от друга и от траверсы токопроводящих колец с подсоединенными к их внутренним поверхностям проводами, группу поворотных контактов прижимного типа, каждый из которых включает в себя щеткодержатель, внутри которого размещена подпружиненная щетка к одному концу которой подсоединен провод, а другой конец контактирует с внешней цилиндрической поверхностью токопроводящего кольца неповоротного контакта, второй подшипник качения, кожух с по меньшей мере двумя шпильками для его крепления на траверсе, снабжено крепежной вставкой с центральным отверстием, к которой с помощью по меньшей мере двух болтов или винтов прикреплена группа поворотных контактов прижимного типа, и узлом передачи слаботочных сигналов, при этом другой конец полой оси на втором подшипнике качения введен в центральное отверстие крепежной вставки, на плоской поверхности которой расположен узел передачи слаботочных сигналов, выполненный в виде смонтированных одна над другой поворотной и неповоротной частей, центральные отверстия которых совмещены друг с другом, причем поворотная часть узла с проводами скреплена с крепежной вставкой, которая прикреплена к траверсе с помощью по меньшей мере трех стоек из диэлектрического материала со шпильками для крепления, а неповоротная часть с проводами скреплена со вторым концом полой оси, кроме того упомянутый кожух выполнен со съемной крышкой и прикреплен к траверсе шпильками расположенными вне внутреннего пространства кожуха.
На фиг.1 представлено предлагаемое токосъемное устройство, предназначенное для передачи электроэнергии и электрических сигналов с неповоротной части машины на поворотную и наоборот. На фиг.2 представлена группа поворотных контактов прижимного типа. На фиг.3 представлен общий вид узла передачи слаботочных сигналов. На фиг.4 представлена полая ось с неповоротной группой контактов. На фиг.5 представлен кожух со съемной крышкой.
Устройство (фиг.1) содержит траверсу 1 с осевым отверстием 2 и поводком 3 для соединения с поворотной частью машины. Установленный в отверстие траверсы на первом подшипнике качения 4 опорный элемент в виде стакана 5 с фланцем 6, предназначенным для скрепления с неподвижной частью машины. Полую ось 7, одним концом неподвижно установленную внутри опорного стакана 5. Смонтированную на полой оси 7 группу неповоротных контактов 8 в виде набора изолированных друг от друга и от траверсы 1 токопроводящих колец 9 с подсоединенными к их внутренним поверхностям проводами, свободные концы которых (не показаны) предназначены для подсоединения к оборудованию, расположенному на неповоротной части машины. Группу поворотных контактов 10 прижимного типа, каждый из которых включает в себя щеткодержатель, внутри которого размещена подпружиненная щетка, к одному концу которой подсоединен провод, а другой конец контактирует с внешней цилиндрической поверхностью токопроводящего кольца неповоротного контакта. Свободные концы проводов от группы поворотных контактов предназначены для подсоединения токосъемного устройства к оборудованию, расположенному на поворотной части машины. Второй подшипник качения 11. Кожух 12 с по меньшей мере двумя шпильками для его крепления на траверсе 1. Крепежную вставку 13 с центральным отверстием 14, в которое на втором подшипнике 11 введен другой конец полой оси 7. К крепежной вставке 13 с помощью двух болтов 15 или винтов прикреплена группа поворотных контактов 10. Узел 16 передачи слаботочных сигналов расположен на плоской поверхности крепежной вставки 13 и выполнен в виде смонтированных одна над другой поворотной 17 и неповоротной 18 частей с подсоединенными к ним проводами, свободные концы которых снабжены наконечниками для подсоединения поворотной части 17 к электронной педали, расположенной на поворотной части машины, а неповоротной части 18 к электронному оборудованию, расположенному на неповоротной части машины. Центральные отверстия частей 17, 18 узла передачи слаботочных сигналов 16 совмещены друг с другом. При этом поворотная часть 17 упомянутого узла 16 скреплена с крепежной вставкой 13, а неповоротная часть 18 скреплена с другим концом полой оси 7. Крепежная вставка 13 прикреплена к траверсе с помощью, например, трех стоек 19 из диэлектрического материала со шпильками 20 для крепления. Для обеспечения свободного доступа к конструктивным элементам устройства кожух 12 выполнен со съемной крышкой 21 и прикреплен к траверсе 1 шпильками, расположенными вне внутреннего пространства кожуха.
Принцип действия устройства заключается в следующем.
При вращении поворотной части машины приводится во вращение траверса 1, связанная с поворотной частью с помощью поводка 3. Щетки группы поворотных контактов скользят по токопроводящим кольцам группы неповоротных контактов 8, обеспечивая электрическое соединение электрооборудования поворотной частью с электрооборудованием неподвижной части машины. Вместе с этим упругие контакты узла передачи слаботочных сигналов 16 скользят по контактным дорожкам поворотной платы и обеспечивают электрическое соединение для передачи слаботочных аналоговых и/или цифровых сигналов от электронной педали, расположенной на поворотной части, к электронному оборудованию, расположенному на неповоротной части машины, и наоборот
На фиг.2 показан пример конкретного выполнения группы поворотных контактов 10 прижимного типа. Количество поворотных контактов в группе определяется требуемым количеством каналов для передачи электроэнергии и сигналов с неповоротной части машины на поворотную и наоборот. Каждый элемент группы включает в себя щеткодержатель 22, пружину 23 и щетку 24. Под воздействием пружины 23 щетка 24 оказывается постоянно прижатой к кольцу неповоротного контакта и за счет этого обеспечивается надежное электрическое соединение электрооборудования поворотной части с электрооборудованием неповоротной части машины.
На фиг.3 показан пример конкретного выполнения узла передачи слаботочных сигналов 16. В состав узла входит корпус 25, плата 26 с упругими контактами 27 и плата 28 с контактными дорожками 29. При этом плата 26 скреплена с другим концом неповоротной полой оси 7, а плата 28 и корпус 25 скреплены с поворотной крепежной вставкой 13. При вращении траверсы 1 приводится во вращение крепежная вставка 13. Неповоротные упругие контакты 27 скользят по поворотным контактным дорожкам 29, обеспечивая надежную передачу слаботочных аналоговых и/или цифровых сигналов, например, от электронной педали, расположенной на поворотной части, к электронному оборудованию, расположенному на неповоротной части машины, или наоборот. Такое конструктивное решение узла передачи слаботочных сигналов позволяет исключить из конструкции машины трос, используемый для дистанционного управления подачей топлива в двигательную установку, расположенную на неповоротной части машины из поворотной части машины.
На фиг.4 показан пример конкретного выполнения полой оси 7. На оси расположена группа неповоротных контактов в виде набора надетых на ось токопроводящих колец 30, изолированных друг от друга набором диэлектрических колец 31. К внутренним поверхностям токопроводящих колец 30 подсоединены провода (не показаны), уложенные в полости оси и предназначенные для подсоединения к электрооборудованию неподвижной части машины.
На фиг.5 показан пример конкретного выполнения кожуха 12, снабженного крышкой 21. Крепление кожуха 12 и крышки 21 к траверсе 1 осуществляется шпильками 32, которые расположены вне его внутреннего пространства. Такое конструктивное решение позволяет улучшить герметичность устройства и обеспечить свободный доступ к элементам конструкции, находящимся внутри кожуха.
Кроме представленных технических решений заявляемого токосъемного устройства в состав его конструкции может быть введен датчик азимута, расположенный во внутреннем пространстве кожуха.
Все элементы и узлы устройства, не раскрытые в настоящей заявке, известны из уровня техники и не являются предметом правовой охраны данной полезной модели.
Таким образом, введение крепежной вставки и узла передачи слаботочных сигналов, а также выполнение кожуха со съемной крышкой выгодно отличает предлагаемое устройство от указанного прототипа, так как позволяет исключить трос из системы дистанционного управления подачей топлива, повысить надежность и улучшить технико-эксплуатационные качества машины.
Лабораторные испытания, проведенные ЗАО НПФ «Мега-К» совместно с НТЦ «КАМАЗ» показали улучшенные технико-эксплуатационные характеристики заявляемого технического решения, а также подтвердили возможность его применения, например, в составе электрооборудования автокранов