Вращающийся контакт

 

Использование: электротехника. Сущность изобретения заключается в том, что вращающийся контакт содержит диэлектрический корпус с крышками, электропроводной и диэлектрической втулками, контактными элементами (КЭ), двумя защелками, фиксаторами и по крайней мере, один электропроводный подшипник. Причем КЭ является выводами, предназначенными для связи с электропроводящими элементами. КЭ могут быть выполнены подпружиненными, электропроводный подшипник может быть установлен в контактном кольце. Вращающийся контакт может быть снабжен электропроводным стаканом и дополнительным электропроводным подшипником. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике к разделу контактов.

Существует много соединительных устройств - это интенсельные розетки, рубильники и т.д., где пластины или штыри входят в соприкосновение друг с другом.

Данные устройства не способны работать при условиях, когда один из контактов вращается, т.е. они работают при неподвижных контактах, обеспечивая передачу электроэнергии. Подобные аналоги являются устройствами при работающих механизмах или вообще отделены от них, что во многих случаях неприемлемо.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, в котором через электропроводящий подшипник передается электроэнергия, но данное устройство давно устарело, имеет специальное назначение, а главной недостаток - очень громоздко, так как на вал насажено два роликовых подшипника. Замыкающее устройство на наружных корпусах подшипников не позволяет им вращаться на 360^о, так как контакт будет сломан, лишь на 45^о подшипник может качаться из стороны в сторону. Причем, если электроэнергия идет по трем проводам, надо будет насаживать три подшипника и т.д. при увеличении фаз. Сам вал, на котором насажены подшипники, имеет большой диаметр, так как внутри него должны проходить провода. Второй контакт, снимающий электроток с подшипника, не надежен в эксплуатации, так как при трении будет изнашиваться и, вследствие чего, греться и хуже снимать электроэнергию или вовсе выйдет из строя, постепенно стираясь.

Следовательно данное устройство ненадежно в эксплуатации, металлоемко, дорого и требует тщательного ухода. В предложенном устройстве все эти недостатки отсутствуют. Оно может вращаться на 360^о, не вызывая поломок, и имеет не роликовый, а шариковый подшипник, что намного легче и надежней. Имеет не провода, а сам вал электропроводный, никаких скользящих контактов дополнительных. Причем само устройство может быть в диаметре от 1 см и далее, в зависимости от силы тока, применяемой при работе, Причем при использовании большой силы тока модификация этого устройства позволяет использовать дополнительный подшипник, вставленный во внутрь первого электропроводящего, что позволяет использовать многофазный ток.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков в аналогах и прототипе и повышении технико-экономических характеристик, т.е. дешевизна устройства, малая металлоемкость, портативность, доступность и легкость в обслуживании.

На фиг 1 изображен одноподшипниковый вращающийся контакт, предназначенный в основном для бытовых электроприборов, (утюгов и т.д.), вид в разрезе; на фиг. 2 - вид в разрезе одноподшипникового контакта, предназначенного для более мощных электроприборов и установок; на фиг. 3 - вид в разрезе двухподшипникового вращающегося контакта в разрезе, предназначенного для соединения кабелей с очень мощными установками (электрогенераторов, сварочных аппаратов и т.д.).

Техническое описание устройства в статическом состоянии.

Одна часть корпуса относительно другой на шариковом подшипнике вращается как пропеллер. На фиг. 1 показано, что во внутреннее кольцо подшипника 21 впрессованы токопроводящий стержень 25, диэлектрическая втулка 24 и металлическая втулка 23, которые совместно с этим кольцом вращаются на шариках. Токопроводящий стержень, вращаясь, не теряет контакта за счет полукруглых контактов 11 и пружины 14, прижимающей контакт постоянно к токопроводящему стержню 25. Так, что в любом случае происходит вращение или нет, токопроводящий стержень имеет за счет пружин надежный контакт, и ток проходит по стержню, что показано линией 31. Второй путь тока показан линией 32, т. е. если верхняя часть корпуса поворачивается вместе с внутренним кольцом подшипника 21, или наоборот поворачивается нижняя часть корпуса 4 вместе с внешним кольцом подшипника 3. Электроток от винта 27 идет по металлической втулке 23, затем через внутреннее кольцо подшипника 21, через шарики, через внешнее кольцо подшипника 3, через контактное кольцо 5 по пластине-контакту 6 к винту 7. И далее от винтов 7, 12 по проводам, выходящим через отверстие 20. Обе части корпуса: верхняя 22 и нижняя 4 разъединяются. Поскольку все, что впрессовано во внутреннее кольцо подшипника 12, не может из него выйти и все это впрессовано в верхнюю часть корпуса 2, а наружное кольцо подшипника вставлено туго в контактное кольцо 5, которое впрессовано в нижнюю часть корпуса 4. Следовательно, если приложить усилие, потянуть верхнюю и нижнюю части в разные стороны, то наружное кольцо подшипника 3 выйдет из контактного кольца 5, и конструкция разделится на две части. Чтобы такого не происходило самопроизвольно, имеется с двух сторон фиксирующее устройство 16, 15, 17, т.е. соединить обе части надо приложить усилие так, чтобы наружное кольцо подшипника 3 вошло в гнездо контактного кольца 5 и вместе с тем шарик 15 должен, нажав пружину 16, утонуть и пропустить конец верхнего корпуса, а затем под давлением пружины приподняться, войдя в углубление 29, т. е. шарик 15 вращению верхней и нижней частей не мешает, но в то же время является гарантом того, чтобы верхняя и нижняя части самопроизвольно или при малом усилии не разделялись. Что касается движения тока через шарики от внутреннего кольца подшипника к наружному, то нагрева колец не происходит, так как вращение подшипника во-первых, не частое явление, а во-вторых, в подшипниках - в самом маленьком до десятка шариков, и они обеспечивают хороший контакт. Но если такое устройство, допустим, установлено посредине провода, питающего спираль утюга, и если одна часть корпуса поворачивается, то вместе с ней поворачивается и часть провода, выходящего из этой части корпуса, чтобы провод не скручивался, одно устройство это обеспечивает не полностью. В этом случае, надо провод натягивать, и он хорошо раскручивается и принимает прямолинейный вид, но еще лучше, если таких устройств установить два, в начале и в конце провода, тогда средняя часть провода совершенно не скручиваетcя, проворачиваясь, то в одну, то в другую сторону. Что касается величины данной конструкции, то у меня имеются подшипники с наружным диаметром 2 см, а внутренним 0,8 см, с которым я проводил испытания, следовательно, если корпус в диаметре будет 3 см, то устройство в этом корпусе вполне поместится. Но мне известно, что есть подшипники и с меньшим диаметром, т. е. устройство диаметром с карандаш будет на проводах бытовых приборов выглядеть красиво и вместе с тем предохранит провода от их скручивания и выхода из строя.

Вращающийся контакт, изображенный на фиг. 2, работает точно по такому принципу, но технически немного отличается тем, что может применяться при больших нагрузках, так как вставные керамические части 12 могут выдерживать большую силу тока, ведь при нагревании контактов керамика очень термостойка. Но не только части 1,2 а также и весь остальной корпус может быть сделан из керамики и заключен в красивую пластмассовую упаковку. Pазмеры его зависят от размеров применяющегося подшипника.

На фиг. 3 изображен двухподшипниковый вращающийся контакт. Этот контакт, как по техническому исполнению, так и по принципу работы отличается от предыдущих, поскольку предназначен, в основном, для кабелей. Здесь один подшипник вставлен в другой, и электроток от винта 7 по металлическому стакану 6 через внешнее кольцо малого подшипника 5, через шарик, через внутреннее кольцо малого подшипника 1, через токопроводящий стержень 2, подходит к винту, к которому присоединяется провод. Второй путь, от винта 14, по металлической втулке 9, через внутреннее кольцо большого подшипника 10, через шарик, через наружное кольцо большого подшипника 15, через металлическую втулку 16, к винту 17, к которому так же присоединяется провод и который выходит наружу через отверстие 20.

Здесь вращение происходит так: нижняя часть 3, опирается выступом на наружное кольцо большого подшипника 15 и другим выступом - на внутреннее кольцо малого подшипника 1, упираясь на эти два кольца, нижняя часть 3 вместе со стержнем 2 свободно вращается, также имеются фиксирующие устройства 22, работающие по тому же принципу, что и предыдущие, кроме этого, имеются защелки 25 для жесткого скрепления обоих частей корпуса, если нет нужды в работе вращающего контакта, т.е. если провода лежат без движения. Отстегнув защелки 25, данное устройство можно также разделить на две части, для этого надо приложить усилие для преодоления действия фиксирующих устройств 22. Затем токопроводящий стержень 2 должен выйти из внутреннего кольца малого подшипника 1, а втулка металлическая 16 под действием силы покинет наружное кольцо большого подшипника 15, и нижняя часть 3 вместе с втулкой 16 и стержнем 2, а также крышкой 19 отойдет в сторону. Приложив усилие, можно эти две части соединить, скрепив их еще и защелками 25 для жесткости.

Но как было сказано, одно устройство на очень длинных кабелях "погоду не сделает", их надо ставить в зависимости от толщины кабеля, характера работы и скручивания кабеля и т.д. через 3-5-10 м.

В этом случае кабель практически не будет скручиваться. Если и появится где петля, то стоит натянуть кабель, и он раскрутится. Это одно из применений вращающихся контактов. Но есть много других вращающихся деталей, к которым при помощи этого контакта можно подводить электроток.

Формула изобретения

1. ВРАЩАЮЩИЙСЯ КОНТАКТ, содержащий электропроводной вал, по крайней мере один электропроводный подшипник и выводы, предназначенные для связи с электропроводящими элементами, отличающийся тем, что он снабжен диэлектрическим корпусом с двумя крышками, электропроводной и диэлектрической втулками, контактными элементами, двумя защелками и фиксаторами, крышки корпуса выполнены с центральными отверстиями, электропроводный вал установлен по продольной оси диэлектрического корпуса, электропроводная втулка выполнена с отверстием, в котором установлен вывод, предназначенный для связи с электропроводящим элементом, в диэлектрическом корпусе выполнены полости, предназначенные для установки в них фиксаторов, защелки установлены на боковой поверхности диэлектрического корпуса, при этом контактные элементы являются выводами, предназначенными для связи с электропроводящими элементами, и по крайней мере один из них установлен на торце электропроводного вала.

2. Контакт по п.1, отличающийся тем, что он снабжен контактными кольцами с пластинами, контактные элементы выполнены подпружиненными, указанный электропроводный подшипник расположен в контактном кольце, жестко установленном в диэлектрическом корпусе, причем оба подпружиненных контактных элемента установлены на торцах вала.

3. Контакт по п.1, отличающийся тем, что он снабжен электропроводным стаканом и дополнительным электропроводным подшипником, электропроводный стакан выполнен с центральным отверстием и установлен в диэлектрической втулке, в центральном отверстии электропроводного стакана установлен второй контактный элемент, электропроводный подшипник расположен между электропроводным стаканом и торцом электропроводного вала, дополнительный электропроводный подшипник установлен в диэлектрическом корпусе так, что электропроводная и диэлектрическая втулки, электропроводные стакан, вал и подшипник расположены внутри него.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3