СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ МЕЖДУ ПОДВИЖНЫМ И НЕПОДВИЖНЫМ КОНТАКТАМИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR POWER TRANSFER BETWEEN MOVABLE AND FIXED CONTACTS AND DEVICE THEREFOR

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к скользящим контактам и может быть использовано в условиях вибрационных нагрузок широкого спектра, например в ракетостроении и военной технике.
Прототипом является способ передачи электроэнергии между подвижным и неподвижным контактами, включающий выполнение последних в виде охватываемого и охватывающего элементов с многоточечной поверхностью взаимного соприкосновения и перемещение по крайней мере одного контакта относительно другого [Пат. РФ 2115981, МПК H01R 39/18, H01H 1/36, 1998].
Недостатками прототипа являются:
- сложность конструкции, связанная с наличием деталей специальной формы;
- недостаточная надежность, особенно при ударной нагрузке, обусловленная отсутствием полного охвата контактного элемента, в результате чего охватываемые контакты под нагрузкой могут вытянуться, теряя при этом электрический контакт с охватываемой деталью. Кроме того, не исключена вибрация контактов на собственной частоте, что грозит потерей электрического контакта, которая может также иметь место и при загрязнении контактов.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение конструкции и повышение надежности.
Задача решается тем, что в способе передачи электроэнергии между подвижным и неподвижным контактами, включающем выполнение последних в виде охватываемого и охватывающего элементов с многоточечной поверхностью взаимного соприкосновения и перемещение по крайней мере одного контакта относительно другого, один контакт выполняют в виде спиральной пружины, боковой поверхностью которой обеспечивают взаимное соприкосновение с другим контактом, при этом перемещение производят путем изменения диаметра витков пружины.
Сечение витка пружины выполняют прямоугольным. Охватываемый элемент выполняют в виде спиральной пружины. Третий контакт выполняют в виде спиральной пружины. Спиральную пружину выполняют из бериллиевой бронзы. Перемещение производят путем увеличения диаметра спиральной пружины. При перемещении в одну сторону увеличивают диаметр одной, а при перемещении в другую - диаметр другой спиральной пружины.
В устройстве для осуществления способа передачи электроэнергии между подвижным и неподвижным контактами, содержащем по крайней мере один подвижный охватывающий и неподвижный охватываемый контакты, имеющие многоточечную поверхность взаимного соприкосновения, один контакт выполнен в виде спиральной пружины, поверхность витков которой взаимодействует с другим контактом.
Третий подвижный контакт выполнен в виде спиральной пружины.
Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Выполнение одного контакта в виде спиральной пружины, боковой поверхностью которой обеспечивают взаимное соприкосновение с другим контактом, и перемещение одного контакта относительно другого путем изменения диаметра витков пружины позволяет упростить конструкцию и повысить ее надежность путем полного охвата одного контакта другим. В результате чего ни ударные, ни вибрационные нагрузки не могут нарушить целостность электрического контакта. Кроме того, в процессе перемещения происходит зачистка контактирующей поверхности витками поворачивающейся пружины, что также повышает надежность.
Выполнение сечения витка пружины прямоугольным улучшает зачищающие свойства пружины за счет острого угла между гранями сечения, а также возрастает площадь контактной поверхности. Все это повышает надежность.
Выполнение охватываемого элемента в виде спиральной пружины упрощает конструкцию, делая ее более технологичной.
Выполнение третьего контакта в виде спиральной пружины позволяет осуществлять поворот одного контакта относительно другого в обе стороны, что упрощает конструкцию таких реверсивных поворотных устройств.
Выполнение спиральной пружины из бериллиевой бронзы уменьшает электрическое контактное сопротивление по сравнению, например, со стальной пружиной, что улучшает характеристики устройства и повышает его надежность. Кроме того, появляется возможность пропускать через такой контакт большие и слабые токи, что упрощает конструкцию и расширяет функциональные характеристики.
Осуществление перемещения путем увеличения диаметра спиральной пружины упрощает конструкцию устройства.
Осуществление перемещения в одну сторону увеличением диаметра одной, а в другую - диаметра другой спиральной пружины упрощает конструкцию реверсивного поворотного устройства.
Выполнение в устройстве для осуществления способа передачи электроэнергии между подвижным и неподвижным контактами одного контакта в виде спиральной пружины, поверхность витков которой взаимодействует с другим контактом, упрощает конструкцию устройства. Выполнение третьего подвижного контакта в виде спиральной пружины упрощает конструкцию реверсивного устройства.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа передачи электроэнергии между подвижным и неподвижным контактами при относительном повороте контактов в одну сторону. На фиг. 2 изображено устройство с возможностью относительного поворота контактов в обе стороны.
Устройство для осуществления способа передачи электроэнергии между подвижным и неподвижным контактами содержит имеющий цилиндрическую поверхность охватываемый контакт 1 - вал, на котором с натягом зафиксирована пружина 2 (2-й контакт) с закрепленным концом 3, к которому припаян провод 4. На валу может быть аналогично установлена пружина 5 (3-й контакт), обеспечивающая реверсное вращение свободно посаженных на валу втулок 6 с закрепленными концами пружин, а часть 7 поверхности вала выполнена из изоляционного материала.
Способ реализуют следующим образом.
На поверхности контакта 1 производят фиксацию пружины 2 за счет натяга ее внутреннего диаметра и закрепление ее конца 3 (фиг. 1). Протекающий по проводу 4 ток проходит через пружину 2 и контакт 1, который можно поворачивать относительно пружины 2 в направлении, показанном стрелкой. Поворот становится возможным потому, что закрепившийся конец пружины 2 остается неподвижным, а витки пружины за счет натяга разворачиваются, увеличивая при этом внутренний диаметр пружины. В результате этого натяг ослабевает и контакт 1 проворачивается в пружине, проводя по-прежнему ток. Однако поворот контакта возможен только в одну сторону, так как вращение контакта 1 в обратную сторону вызывает многократное увеличение силы трения между его цилиндрической поверхностью и витками за счет затягивания последних.
Для обеспечения реверсивного вращения на поверхности контакта 1 производят фиксацию третьего контакта - пружины 5, при этом концы пружин 2 и 5 закрепляют во втулках 6 (фиг. 2). При повороте верхней втулки 6 по стрелке происходит увеличение внутреннего диаметра пружины 5, и указанная втулка заодно с этой пружиной поворачивается относительно контакта 1, сохраняя при этом электрический контакт через вал и пружину 2 с нижней втулкой 6. Повороту контакта 1 вместе с верхней втулкой и пружиной 5 препятствует пружина 2, витки которой в этом случае затягиваются, вызывая увеличение силы трения.
При вращении верхней втулки 6 в обратную сторону происходит затягивание витков пружины 5, вращающейся заодно с указанной втулкой и увлекающей за собой контакт 1, который разворачивает витки пружины 2, увеличивая ее диаметр, и проворачивается в ней, сохраняя электрический контакт. В результате этого обеспечивается реверсное вращение втулок 6. Более того, пружина 2 (как и пружина 5) позволяет в процессе вращения контакта 1 перемещаться ему при необходимости и в вертикальном направлении заодно с пружиной и втулкой или (при соответствующем креплении конца пружины во втулке) только с пружиной. Это расширяет функциональные возможности устройства и позволяет использовать его еще, например, в качестве выключателя, для чего часть 7 поверхности вала изолируют. При осевом перемещении вала изолированная часть 7 входит в пружину 2 (и в данном случае в электропроводную нижнюю втулку), в результате чего разрывается электрический контакт между пружинами 2, 5 и втулками.
Внедрение изобретения позволит создать простые по конструкции и надежные электрические контакты, позволяющие поворачивать их относительно друг друга.