RU2018199C1

RU2018199C1 - Rotary contact

Info

Publication number: RU2018199C1
Authority: RU
Inventors: Иван Александрович Курдюков
Original assignee: Иван Александрович Курдюков
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1994-08-15

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: rotary contact has dielectric housing with cover, current conducting and dielectric bushings, contact members, two clips, retainers and at least one current conducting bearing. Contact members serve as outputs intended for connection with current conducting members. Contact members may be spring loaded and current carrying bearing may be mounted in contact ring. Rotary contact may be provided with current conducting sleeve and additional current conducting bearing. EFFECT: improved effectiveness. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике к разделу контактов. The invention relates to electrical engineering to the section of contacts.

Существует много соединительных устройств - это интенсельные розетки, рубильники и т.д., где пластины или штыри входят в соприкосновение друг с другом. There are many connecting devices - these are power sockets, knife switches, etc., where the plates or pins come into contact with each other.

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. These devices are not able to work under conditions when one of the contacts rotates, i.e. they work with fixed contacts, providing power transmission. Such analogs are devices with operating mechanisms or are generally separated from them, which in many cases is unacceptable.

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.Closest to the proposed one is a device in which electricity is transmitted through an electrically conductive bearing, but this device has long been outdated, has a special purpose, and the main drawback is very cumbersome, since two roller bearings are mounted on the shaft. The locking device on the outer bearing housings prevents them from rotating 360 ^° , as the contact will be broken, only 45 ° ^the bearing can swing from side to side. Moreover, if the electricity goes through three wires, it will be necessary to plant three bearings, etc. with increasing phases. The shaft itself, on which the bearings are mounted, has a large diameter, since wires must pass inside it. The second contact, which removes the electric current from the bearing, is not reliable in operation, since during friction it will wear out and, as a result, warm up and worse remove electrical energy or completely fail, gradually erasing.

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.Therefore, this device is unreliable in operation, metal-intensive, expensive and requires careful care. In the proposed device, all these disadvantages are absent. It can rotate ³⁶⁰ ° without causing damage, and does not have a roller and ball bearings, it is much easier and safer. It does not have wires, but the shaft itself is electrically conductive, no additional sliding contacts. Moreover, the device itself can be in diameter from 1 cm onwards, depending on the current strength used during operation. Moreover, when using a large current strength, the modification of this device allows the use of an additional bearing inserted inside the first electrically conductive one, which allows the use of multiphase current.

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. The aim of the invention is to remedy these shortcomings in the analogues and prototype and improve technical and economic characteristics, i.e. low cost of the device, low metal consumption, portability, accessibility and ease of maintenance.

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.). Figure 1 shows a single-bearing rotating contact, intended mainly for household appliances, (irons, etc.), a sectional view; in FIG. 2 is a sectional view of a single-bearing contact intended for more powerful electrical appliances and installations; in FIG. 3 is a sectional view of a double-bearing rotating contact in section, intended for connecting cables to very powerful installations (electric generators, welding machines, etc.).

Техническое описание устройства в статическом состоянии. Technical description of the device in a static state.

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. One part of the housing relative to the other on a ball bearing rotates like a propeller. In FIG. 1 shows that a conductive rod 25, a dielectric sleeve 24 and a metal sleeve 23 are pressed into the inner ring of the bearing 21, which rotate together with this ring on balls. The conductive rod, while rotating, does not lose contact due to the semicircular contacts 11 and the spring 14, which presses the contact constantly against the conductive rod 25. So, in any case, rotation occurs or not, the conductive rod has a reliable contact due to the springs, and current flows through the rod as shown by line 31. The second current path is shown by line 32, that is, if the upper part of the housing rotates together with the inner ring of the bearing 21, or the lower part of the housing 4 rotates together with the outer ring of the bearing 3. Electrot k from the screw 27 goes through the metal sleeve 23, then through the inner ring of the bearing 21, through the balls, through the outer ring of the bearing 3, through the contact ring 5 along the contact plate 6 to the screw 7. And then from the screws 7, 12 through the wires coming out through the hole 20. Both parts of the housing: the upper 22 and lower 4 are disconnected. Since everything that is pressed into the inner ring of the bearing 12 cannot come out of it and all this is pressed into the upper part of the housing 2, and the outer ring of the bearing is inserted tightly into the contact ring 5, which is pressed into the lower part of the housing 4. Therefore, if you apply force , pull the upper and lower parts in different directions, then the outer ring of the bearing 3 will come out of the contact ring 5, and the design will be divided into two parts. To prevent this from happening spontaneously, there is a fixing device 16, 15, 17 on both sides, i.e. to connect both parts, make an effort so that the outer ring of the bearing 3 enters the socket of the contact ring 5 and at the same time, the ball 15 must, by pressing the spring 16, drown and skip the end of the upper housing, and then under the pressure of the spring rise, entering the recess 29, that is, the ball 15 does not interfere with the rotation of the upper and lower parts, but at the same time it guarantees that the upper and lower parts do not spontaneously or with little effort. As for the movement of current through the balls from the inner ring of the bearing to the outer one, heating of the rings does not occur, since rotation of the bearing is, firstly, not a frequent occurrence, and secondly, in bearings - in the smallest to a dozen balls, and they provide good contact. But if such a device, for example, is installed in the middle of the wire supplying the iron spiral, and if one part of the case rotates, then part of the wire coming out of this part of the case rotates with it so that the wire does not twist, this device does not fully provide. In this case, you need to pull the wire, and it is well untwisted and takes a straightforward look, but even better, if you install two of these devices, at the beginning and at the end of the wire, then the middle part of the wire does not twist at all, turning one or the other the other side. As for the size of this design, I have bearings with an outer diameter of 2 cm and an inner 0.8 cm with which I tested, therefore, if the case is 3 cm in diameter, the device will fit in this case. But I know that there are bearings with a smaller diameter, that is, a device with a diameter of a pencil will look beautiful on the wires of household appliances and at the same time protect the wires from twisting and malfunctioning.

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. The rotating contact shown in FIG. 2, it works exactly according to this principle, but it is technically slightly different in that it can be used at high loads, since the inserted ceramic parts 12 can withstand a large current strength, because when the contacts are heated, the ceramics are very heat-resistant. But not only parts 1,2, but also the rest of the case can be made of ceramic and enclosed in a beautiful plastic packaging. Its dimensions depend on the dimensions of the bearing used.

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. In FIG. 3 shows a double-bearing rotary contact. This contact, both in technical design and in principle of operation, differs from the previous ones, since it is intended mainly for cables. Here, one bearing is inserted into another, and the electric current from the screw 7 through the metal cup 6 through the outer ring of the small bearing 5, through the ball, through the inner ring of the small bearing 1, through the conductive rod 2, goes to the screw to which the wire is attached. The second way, from the screw 14, through the metal sleeve 9, through the inner ring of the large bearing 10, through the ball, through the outer ring of the large bearing 15, through the metal sleeve 16, to the screw 17, which also connects the wire and which exits through the hole twenty.

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. Here, the rotation occurs as follows: the lower part 3 is supported by the protrusion on the outer ring of the large bearing 15 and the other protrusion on the inner ring of the small bearing 1, resting on these two rings, the lower part 3 together with the rod 2 rotates freely, there are also locking devices 22, working on the same principle as the previous ones, in addition, there are latches 25 for rigid fastening of both parts of the case, if there is no need for a rotating contact, i.e. if the wires are motionless. Having unfastened the latches 25, this device can also be divided into two parts, for this it is necessary to make an effort to overcome the action of the locking devices 22. Then the conductive rod 2 must come out of the inner ring of the small bearing 1, and the metal sleeve 16 will leave the outer ring of the large bearing under the action of force 15, and the lower part 3 together with the sleeve 16 and the rod 2, as well as the cover 19 will move to the side. By applying force, these two parts can be joined together by fastening them also with latches 25 for rigidity.

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. But as was said, one device on very long cables "will not make the weather", they must be set depending on the thickness of the cable, the nature of the work and twisting of the cable, etc. in 3-5-10 m.

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. In this case, the cable will practically not twist. If the loop appears, then it is worth pulling the cable, and it will untwist. This is one of the applications of rotating contacts. But there are many other rotating parts to which electric current can be supplied with this contact.

Claims

1. A ROTATING CONTACT, comprising an electrically conductive shaft, at least one electrically conductive bearing and terminals for communicating with electrically conductive elements, characterized in that it is provided with a dielectric housing with two covers, an electrically conductive and dielectric bushings, contact elements, two latches and latches, the housing covers are made with central holes, the electrical conductive shaft is installed along the longitudinal axis of the dielectric housing, the electrical conductive sleeve is made with an opening in which an output intended for communication with an electrically conductive element has been made, cavities are provided in the dielectric housing for mounting the latches therein, latches are mounted on the side surface of the dielectric housing, while the contact elements are outputs intended for communication with the electrically conductive elements, and at least one of which is installed on the end of the conductive shaft.

2. The contact according to claim 1, characterized in that it is equipped with contact rings with plates, contact elements are spring loaded, said electrically conductive bearing is located in a contact ring rigidly mounted in a dielectric housing, both spring loaded contact elements being mounted on shaft ends.

3. The contact according to claim 1, characterized in that it is equipped with an electrically conductive cup and an additional electrically conductive bearing, the electrically conductive cup is made with a central hole and installed in a dielectric sleeve, a second contact element is installed in the central hole of the electrically conductive cup, the electrically conductive bearing is located between the electrically conductive cup and the end face of the conductive shaft, an additional conductive bearing is installed in the dielectric housing so that the conductive and dielectric I bushings, conductive glass, shaft and bearing are located within it.