КАБЕЛЬНЫЙ ПЕРЕХОД Российский патент 1997 года по МПК H02G11/00 

Изобретение относится к устройствам для передачи электроэнергии от неподвижной части устройства к поворотной части и может быть использовано, например, во взаимоповоротных частях машин без использования вращающихся контактных устройств.

Известно устройство для соединения гибкими проводами неподвижной части механизма с поворотной, содержащее поворотное и неподвижное основания, расположенные между ними, и соосно поворотные сепарирующие кольца, соединенные с основаниями планетарным редуктором. Оси сателлитных шестерен редуктора жестко связаны с поворотными сепарирующими кольцами; центральное кольцо жестко связано с поворотным основанием, в коренная шестерня с неподвижным основанием [1] Это устройство позволяет частично согласовать между собой углы поворотов участков гибких проводов вдоль оси устройства.

К недостаткам этого устройства наряду с большой сложностью и стоимостью относится размещение внутри кабельного перехода громоздкого редуктора. Вследствие этого гибкие провода со свободными петлями располагаются периферийно на большом удалении от центра поворота подвижной части механизма, что, с одной стороны, увеличивает габаритные размеры устройства, а с другой, сужает возможности устройства по углу поворота.

Известно устройство для соединения гибкими кабелями или шлангами неподвижной части машины с поворотной, содержащее кабели в виде петель, свободно свисающих в кольцевом объеме вокруг центральной колонны, концентрично которой к поворотной части машины на тросах подвешены сепарирующие кольца с отверстиями, через которые пропущены ветви кабелей, отходящие от поворотной части машины, и механизм для отвода кабелей от центральной колонны, причем механизм для отвода кабелей от центральной колонны выполнен в виде гибких элементов, например цепей, образующих петли, одними концами связанными с нижним сепарирующим кольцом, а другим с подвижной частью машины. При вращении поворотной части машины гибкие связи закручиваются вокруг центральной колонны, увлекая за собой сепарирующие кольца. При повороте на 90 120^o ограничительные элементы связи выбирают слабину и вращение нижнего сепарирующего кольца прекращается. При дальнейшем вращении поворотной части остальные сепарирующие кольца продолжают разворачиваться, перекашивая гибкие связи, что приводит к вертикальному перемещению всех сепарирующих колец, благодаря чему исключается проскальзывание кабелей относительно сепарирующих колец [2]
Недостатки данной конструкции связаны с дополнительной нагрузкой на кабели от сепарирующих колец, возможностью заклинивания сепарирующих колец, сложностью конструкции и ограниченным углом поворота, невозможностью изменить пространственные положения оси вращения, например, на горизонтальные.

Известно устройство для соединения гибкими кабелями неподвижной части машины с поворотной, отличающиеся от упомянутого выше тем, что каждый узел крепления к поворотной части выполнен в виде подвески, расположенной по оси ветви кабеля, пропущенной через отверстия сепарирующих колец и соединенной с поворотной частью с возможностью отклонения в двух взаимоперпендикулярных плоскостях. Причем подвеска соединена с поворотной частью посредством цапфы, на свободном конце которой с возможностью качания в вертикальной плоскости установлена проушина, с которой с возможностью качания в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости качания проушины, соединена подвеска [3]
Данная конструкция позволяет уменьшить габариты, вес, стоимость путем уменьшения длины кабелей в кольцевом объеме при сохранении угла разворота поворотной части.

Недостаток устройства в его сложности. Тем не менее, изобретение может служить в качестве прототипа.

Задача, решаемая предлагаемым устройством, заключается в создании устройства, обеспечивающего условия для управляемой деформации кабелей при повороте взаимоперпендикулярных частей.

Это достигается тем, что кабельный переход между взаимоповоротными частями машины содержит жгут кабелей, расположенных в сепарирующих кольцах, одно из которых кинематически соединено с обеими частями машины и выполнено подвижным, и центральную оправку, одним концом неподвижно установленную на одной из поворотных частей внутри жгута кабелей, а второе сепарирующее кольцо выполнено неподвижным и в нем установлена со стороны первого конца центральная оправка. На втором конце центральной оправки размещено подвижное сепарирующее кольцо, кинематически соединенное с одной из частей машины с помощью шпоночно-шлицевого соединения, а с другой через центральную оправку парой винт-гайка, образованной винтовой канавкой, выполненной в виде правого и левого полувитков, сопряженных в начале и в конце хода, и зубом, установленным в подвижном сепарирующем кольце.

На фиг. 1 изображено сечение кабельного перехода в продольном направлении; на фиг. 2 сечение А-А по фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1.

Устройство состоит из двух взаимоповоротных частей 1 и 2 машины, соединенных жгутом кабелей 3, распложенным в сепарирующих кольцах 4 и 5, причем сепарирующее кольцо 5 кинематически связано с обеими частями машины и выполнено подвижным, центральной оправки 6, установленной внутри кабелей, одним концом неподвижно установленной на поворотной части 2.

Второе сепарирующее кольцо 4 выполнено неподвижным и в нем установлена со стороны первого конца центральная оправка 6, на втором конце которой размещено подвижное сепарирующее кольцо 5. Это кольцо кинематически связано как со взаимоповоротной частью машины 1 с помощью шпоночно-шлицевого соединения, содержащего шпонку 11, прикрепленную винтами к сепарирующему кольцу 5 и перемещающуюся в шпоночной канавке поворотной части 1 машины, так и со взаимоповоротной частью 2 машины через центральную оправку 6 парой винт-гайка, образованной винтовой канавкой 8, выполненной в центральной оправке 6 в виде правого и левого полувитков, сопряженных в начале и конце хода, и зубом 7, установленным в подвижном сепарирующем кольце 5 с помощью подшипников 9.

Сепарирующие кольца 4 и 5 выполнены составными. Их сегменты соединены винтами 10.

Устройство работает следующим образом.

При взаимном повороте частей 1 и 2 жгут кабелей 3 накручивается на центральную оправку 6 и его длина вдоль оси оправки уменьшается. Для компенсации этого необходимо переместить подвижное сепарирующее кольцо 5 в сторону неподвижного сепарирующего кольца 4 на некоторую величину, зависящую от угла поворота частей 1 и 2. Если сепарирующее кольцо 5 переместится под натяжением жгута кабелей, в них возникнут растягивающие усилия, а это, как правило, для обычных кабелей не допустимо. Для предохранения кабелей от таких нагрузок предусмотрено одновременно с поворотом подвижных частей 1 и 2 перемещение подвижного сепарирующего кольца 5 под действием зуба 7, перемещающегося от давления винтовой поверхности канавки 8.

Одновременно пара винт-гайка предохраняет жгут кабелей от произвольных осевых нагрузок, связанных с динамическими перемещениями машины.

Изобретение относится к электроэнерегетике и предназначено для соединения двух взаимно поворотных частей машины толстым жгутом кабелей. Сущность изобретения: устройство содержит жгут кабелей, расположенных в сепарирующих кольцах, и центральную оправку, неподвижно установленную внутри кабелей. Для предохранения кабелей от деформации, возникающей при взаимном повороте частей, предусмотрен механизм компенсации деформации посредством подвижного сепарирующего кольца, кинематически соединенного с одной из частей машины с помощью шпоночно-шлицевого соединения, а с другой - через центральную оправку парой винт-гайка. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Кабельный переход между взаимно поворотными частями машины, содержащей жгут кабелей, расположенных в сепарирующих кольцах, одно из которых киинематически соединено с обеими частями машины и выполнено подвижным, и центральную оправку, одним концом неподвижно установленную на одной из поворотных частей внутри жгута кабелей, отличающийся тем, что второе сепарирующее кольцо выполнено неподвижным и в нем установлена со стороны первого конца центральная оправка, на втором конце которой размещено подвижное сепарирующее кольцо, кинематически соединенное с одной из частей машины с помощью шпоночно-шлицевого соединения, а с другой через центральную оправку парой винт-гайка, образованной винтовой канавкой, выполненной в центральной оправке в виде правого и левого полувитков, сопряженных в начале и в конце хода, и зубом, установленным в сепарирующем кольце. 2. Переход по п.1, отличающийся тем, что зуб выполнен по профилю винтовой канавки и установлен с возможностью вращения на оси, перпендикулярной оси кабельного перехода.