КАБЕЛЕПРОВОДНОЕ УСТРОЙСТВО С ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОЙ КАБЕЛЕПРОВОДНОЙ ТРУБОЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОЙ ПЛАСТМАССЫ И СПОСОБ ВТЯГИВАНИЯ КАБЕЛЕЙ В КАБЕЛЕПРОВОДНЫЕ ТРУБЫ Российский патент 1999 года по МПК H02G3/04 H02G1/08 H02G9/06 

Изобретение относится к кабелепроводному устройству с по меньшей мере одной кабелепроводной трубой из термопластичной пластмассы, содержащей кабелепроводный канал с круглой в поперечнике внутренней стенкой, с внутренним радиусом r трубы, и расположенные на внутренней стенке канала ребра скольжения, выполненные из термопластичной пластмассы пластмассовой трубы, по отношению к внутренней окружности проходящие с заданным углом поворота a, причем в прямолинейной кабелепроводной трубе с вводимым кабелем в точках контакта между ребрами скольжения и оболочкой вводимого кабеля образуются контактные поверхности контактной ширины ребер. Такие кабелепроводные устройства обычно прокладывают в полу. Кабели дополнительно укладывают в кабелепроводную трубу или в кабелепроводные трубы. В рамках изобретения кабель означает кабель для передачи информации, в частности в почтовой сфере, обычный кабель, кабель энергопитания и тому подобное. В кабелепроводную трубу кабелепроводного устройства могут быть уложены как единичные кабели, так и несколько кабелей или пучки кабелей. Единичные кабели одножильные или многожильные и имеют кабельную оболочку из резины или пластмассы. Ребра скольжения имеют высоту более 0,1 мм, предпочтительно от 0,3 до 3 мм. Между ребрами скольжения выполнены желобки. К термину угол поворота дается ссылка на теорию винтовых линий (см. Huette "Des Ingenieurs Taschenbuch I, Theoretische Grundlagen, 28-е издание, Ernst & Sohn Берлин, стр. 157). Согласно этому винтовая линия определяется следующим образом: Если прямая перемещается таким образом, что всегда пересекает неподвижную ось, а участки, вокруг которых отодвигается по оси неподвижная на прямой точка сечения, пропорциональны углам, на которые поворачивается прямая, то каждая из ее точек описывает обычную винтовую линию. Вышеназванные углы по отношению к исходному направлению прямой являются углами поворота. Размер относится к определенному продольному участку оси. Обычно ребра скольжения по отношению к внутренней стенке канала проходят с заданным наклоном. Тангенс угла наклона в точке ребра скольжения является первым выводом математического уравнения для винтовой линии, соответствующей ребру скольжения, в этой точке. Обычные диаметры кабелей лежат в диапазоне от 10 до 90 мм, они составляют, например, 10, 28, 35 или 90 мм. Обычные кабелепроводные трубы заявленного кабелепроводного устройства имеют внутренний диаметр в пределах от 26 до 200 мм.

Термин кабелепроводное устройство означает, например, и отдельные кабелепроводные трубы (см. патент ФРГ DE 35 29 541 A1), и секции кабелепроводных труб (см. патент ФРГ DE 32 17 401 A1). В кабелепроводную трубу или кабелепроводные трубы кабелепроводного устройства укладывают отдельные кабели или пучки кабелей, которые должны быть введены толчком или втянуты. У известного кабелепроводного устройства (DE 35 29 541 A1) ребра скольжения по отношению к оси кабелепроводного канала и в направлении оси кабелепроводного канала имеют постоянное направление. Они проходят, например, в виде винтовой линии, а также по всей длине кабелепроводного устройства с левым или правым вращением с одинаковым углом поворота. Сопротивление трения, которое испытывает кабель или пучок кабелей при ведении в такое кабелепроводное устройство, значительно уменьшается благодаря этим ребрам скольжения. Это оправдало себя во многих случаях и облегчает втягивание или проталкивание кабеля или пучка кабелей. Для обоих способов в рамках изобретения используется выражение втягивание. В зависимости от формы кабеля или пучка кабелей может получиться, что от взаимодействия кабеля и пучка кабелей с ребрами скольжения возникают искажающие воздействия, а именно, силы скручивания действуют на кабель или пучок кабелей и вызывают искажающее и в значительной мере тормозящее скручивание кабеля или пучка кабелей. При этом кабель или пучок кабелей может как бы карабкаться на ребрах скольжения. Эти искажающие воздействия могут быть снижены, если, как это также известно, установить ребра скольжения относительно оси кабелепроводного канала и в направлении оси кабелепроводного канала с переменным направлением (DE 40 31 783 A1). Переменное направление означает, что направление поворота ребер скольжения является различным, например, то слева направо, то справа налево. Иначе говоря, угол поворота является то положительным, то отрицательным. При этом, кроме того, ребра скольжения могут иметь в направлении оси кабелепроводного канала разный наклон по участкам. При этой форме и исполнении кабелепроводного устройства искажающие силы скручивания неожиданным образом уже не действуют на втягиваемый или вталкиваемый кабель или же на втягиваемый или вталкиваемый пучок кабелей. Силы, получающиеся из взаимодействия трением между кабелем или пучком кабелей и ребрами скольжения, уже больше не возникают и в зависимости от конфигурации полностью устраняются. Тем не менее при втягивании кабеля или пучка кабелей в кабелепроводный канал должны быть приложены незначительные линейные затягивающие усилия, с помощью которых преодолевается почти линейное сопротивление трения в продольном направлении кабелепроводного канала. Соответствующие устройства должны быть подготовлены заранее. Все это имеет место также и в том случае, если при этом известном варианте исполнения в особом случае, без особого прокладывания и конфигурации, ребра скольжения проходят в форме извилистой линии (DE 4031783 A1, фиг. 1, 4 и 5).

В основе изобретения лежит задача таким образом смонтировать кабелепроводное устройство, чтобы тяговые усилия при всех производственных условиях и даже тогда, когда кабелепроводное устройство проложено в полу, были крайне малыми.

Для решения этой задачи изобретение содержит комбинацию следующих признаков:
1) ребра скольжения выполнены волнообразно и между участками с постоянным углом поворота образуют реверсивные зоны;
2) контактная ширина b ребер, число z ребер скольжения, распределенных по окружности внутренней стенки канала на равном удалении друг от друга, внутренний радиус r трубы и обозначенная как L_к длина контактных участков ребер между реверсивными зонами удовлетворяют равенству
Ar = 0,16 b²zL_к
при этом A определяет контактную поверхность кабельной оболочки в точках пересечения с ребрами скольжения в контактных участках ребер и лежит в числовых пределах от 4,5 до 32 мм²;
3) измеренный в радианах угол g наклона ребер скольжения, измеренный на внутренней стенке канала, удовлетворяет равенству
g = ra/L_к
и лежит в числовых пределах от 0,001 до 0,2 рад, при этом r выбран в пределах от 12 до 100 мм, а L_к выбран в пределах от 500 до 10000 мм, и вводимые кабели имеют наружный радиус в пределах от 5 до 45 мм. Заданный размер угла поворота относится при этом к продольному участку оси кабельного канала между реверсивными зонами.

Реверсивные участки при ребрах скольжения, проходящие в форме синусоиды в развертке внутренней стенки канала в плоскости, являются наивысшими точками гребней волны или самыми глубокими точками впадин волны синусоидальных кривых. Реверсивные участки становятся тогда мертвыми точками. Признак 1) в варианте осуществления с реверсивными участками, сокращенными до мертвых точек, как описано выше, сам по себе известен. Однако в зоне гребней волны или впадин волны могут быть промежуточно включены также проходящие в направлении образующих внутренней стенки канала участки ребер скольжения, определяющие относительно длинные реверсивные зоны. Контактные поверхности кабельной оболочки с отдельными ребрами скольжения имеют в виде сверху примерно ромбовидную форму, геометрия которой определяется контактной шириной ребер, т.е. шириной ребер скольжения в точке соприкосновения с кабельной оболочкой, и формой ребер скольжения.

Для дальнейшего пояснения терминов, появляющихся в вышерассмотренном руководстве к техническому действию, дается ссылка на фиг. 1 и ее описание.

Изобретение исходит из того, что при определенных выше кабелепроводных трубах в кабелях с указанными размерами может быть достигнуто значительное уменьшение тяговых усилий, если заранее позаботиться о том, чтобы при возникновении больших вызывающих искажение тяговых усилий в связи с осуществляемыми тяговыми работами сухое трение могло быть заменено трением, приближающимся к смазочному трению, которое, как известно, имеет значительно меньшие коэффициенты трения, чем сухое трение. Однако при этом согласно изобретению не вводят особого смазочного средства. Напротив, согласно относящемуся к изобретению способу втягивания кабеля предпочтительно выбирают такую скорость втягивания и/или скорость проталкивания вводимого кабеля или пучка кабелей, чтобы контактные поверхности испытывали повышение температуры, что неожиданно уменьшает сопротивление трения. Работу предпочтительно проводят таким образом, что контактные поверхности наплавляются под действием теплоты трения и благодаря расплаву устанавливается состояние настоящего смазочного трения. Эта возможность до сих пор еще не была замечена. При этом поперечное сечение ребер скольжения может быть любым в пределах вышеуказанных границ. Согласно изобретению указанные цифровые параметры установлены таким образом, что состояние смазывающего трения может быть достигнуто всегда и без затруднений, если кабелепроводное устройство выполнено из обычных для таких объектов термопластических пластмасс или если кабели имеют обычные кабельные оболочки и обычный вес на единицу длины. Если согласно изобретению эта возможность также существует, то изобретением все же предусматривается размещение смазочного средства в желобчатых углублениях между ребрами скольжения. Однако это не является необходимым. На кабельные оболочки может быть также нанесена пленка, действующая как смазка. Подразумевается, что при заявленном кабелепроводном устройстве тяговые усилия относительно абсолютной величины возрастают пропорционально длине кабелепроводного устройства. Это имеет место и тогда, когда согласно описанному способу смазывающее трение устанавливается в результате направления ребер скольжения, или, точнее, выступов ребер скольжения. Согласно изобретению также втягивание осуществляется настолько медленно и осторожно, что смазывающее трение не является необходимым и не устанавливается.

Даже если поперечное сечение ребер скольжения может быть в значительной мере любым, то все же предпочтительным является вариант осуществления, при котором внутренняя стенка кабельного канала между соседними ребрами скольжения имеет вогнутый желобчатый профиль, с обеих сторон входящий в выступ ребер скольжения.

Осуществляя идею изобретения, получают кабелепроводных устройств с кабелепроводными трубами обычного диаметра множество конструкций, которым придается особое значение. Они приведены в таблице.

В частности, существует множество возможностей для других видов и конструкций заявленных кабелепроводных устройств. Так, угол поворота должен обычно лежать в пределах от 45^o до 340^o, предпочтительно около 180^o. К оптимизации при многих применениях приходят благодаря осуществлению признаков пункта 4 формулы изобретения. Если между двумя участками с постоянным углом поворота при кабелепроводной трубе заявленного кабелепроводного устройства находятся соединительные участки, то получают особо благоприятные результаты в отношении тяговых усилий.

Ниже изобретение подробнее поясняется чертежами, представляющими лишь один пример осуществления изобретения, где изображено:
фиг. 1 - схематические перспективное изображение круглой в поперечнике внутренней стенки канала кабелепроводной трубы с несколькими геометрическими символами, относящимися к признакам изобретения,
фиг. 2 - графическое изображение для пояснения термина контактная поверхность,
фиг. 3 - развертка внутренней стенки канала с заявленными ребрами скольжения и обозначенным кабелем,
фиг. 4 - сильно увеличенное продольное сечение через заявленную кабелепроводную трубу с кабелем, вырез,
фиг. 5 - сильно увеличенное поперечное сечение через заявленную кабелепроводную трубу, вырез.

Представленная на фиг. 1 внутренняя стенка 1 кабельного канала, имеющая в поперечнике круглую форму, принадлежит кабелепроводной трубе 2, которая, в свою очередь, является составной частью заявленного кабелепроводного устройства. Показан внутренний радиус r трубы. Показаны размещенные на внутренней стенке 1 канала, представленные в основном одними лишь линиями, ребра 3 скольжения, проходящие, по отношению к внутренней окружности, с заданным углом поворота a.

На фиг. 2 представлен вид сверху на развернутое в плоскости ребро 3 скольжения, на котором лежит заштрихованный участок 4 кабельной оболочки втянутого кабеля. На фиг. 3 показан вырез из развертки в плоскости внутренней стенки 1 канала, и, лежащий на нем, втянутый кабель 5, к кабельной оболочке которого относится участок 4. На фиг. 2 и 3 видно также, что в прямой кабелепроводной трубе 2 с введенным кабелем 5 в точках контакта между ребрами 3 скольжения и участками 4 кабельной оболочки вводимого кабеля 5 образуются ромбовидные контактные поверхности K контактной ширины b ребер. В частности, из фиг. 3 также следует, что ребра 3 скольжения выполнены волнообразно. Между участками 6 с постоянным углом поворота a они образуют реверсивные зоны 7. Контактная ширма b ребер, число z ребер 3 скольжения, распределенных по окружности внутренней стенки 1 канала на равном удалении друг от друга, внутренний радиус r трубы и длина L_K контактных участков ребер между реверсивными зонами 7 удовлетворяют равенству, приведенному в пункте 1 формулы изобретения. На фиг. 3 длина участков 6 соответствует длине L_к. Измеренный в радианах угол g наклона ребер 3 скольжения, измеренный на внутренней стенке 1 канала, который был показан на фиг. 1, также удовлетворяет равенству, приведенному в пункте 1 формулы изобретения. Указанные соотношения верны и были проверены путем многих экспериментов, когда r лежал в пределах от 12 до 100 мм, когда L_к выбирался в пределах от 500 до 10000 мм и когда вводимые кабели 5 имели наружный радиус в пределах от 5 до 45 мм. Угол поворота a может лежать в пределах примера исполнения и предпочтительно составлять примерно 180^o.

На фиг. 4 показан увеличенный вырез из продольного сечения приблизительно в направлении А-А фиг. 2 с кабелем 5, лежащим на вырезанном ребре 3 скольжения в зоне контактной поверхности K. Штрихпунктиром указано, что ребро 3 скольжения было наплавлено, а именно, под действием теплоты трения, получаемой при втягивании кабеля 5. Расплав обозначен ссылочной цифрой 8. Фиг. 4 ясно показывает, что благодаря расплаву 8 устанавливается состояние смазочного трения.

Из фиг. 5 видно, что внутренняя стенка 1 кабельного канала между соседними ребрами 3 скольжения имеет вогнутую к кабельному каналу желобчатую форму, которая с обеих сторон входит в выступ ребер 3 скольжения. Представленные размеры типичны для многих случаев применения. Высота h_R ребра примерно вдвое больше свободного расстояния x_f кабельной оболочки 10 от основания желобчатой формы 9 между ребрами 3 скольжения.

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей выполнения кабелепроводных устройств и способов втягивания с их помощью кабелей в кабелепроводные трубы. Задача изобретения состоит в обеспечении снижения тяговых усилий в любых производственных условиях. Сущность изобретения состоит в следующем. Кабелепроводное устройство с по меньшей мере одной кабелепроводной трубой из термопластичной пластмассы имеет кабелепроводный канал с круглой в поперечнике внутренней стенкой радиуса и выполненные из материала трубы ребра скольжения, распределенные по окружности внутренней стенки канала на равном удалении друг друга и расположенные волнообразно с образованием реверсивных зон между участками с постоянным углом поворота а и шириной контактных поверхностей b, образующихся в кабелепроводной трубе между ребрами скольжения и оболочкой вводимого кабеля при их контакте. Согласно изобретению измеренный в радианах угол наклона ребер скольжения g удовлетворяет равенству g=ra/L_ки лежит в пределах 0,001 - 1,2 рад., r составляет 12 - 100 мм, L_к - длина контактных участков ребер скольжения между реверсивными зонами составляет 500 - 10000 мм, при этом А•r=0,16 b²•L_к, или при выполнении между участками с постоянным углом поворота соединительных участков длиной L_v, в которых ребра скольжения доходят параллельно оси трубы,
A•r = 0,16²•Z•(0,0003r²a²+L2к

)^1/2-4L_vb•r,
где А - контактная поверхность кабельной оболочки в точке пересечения с ребрами скольжения составляет 4,5 - 32 мм²; Z - число ребер скольжения, причем вводимые кабели имеют наружный радиус в пределах 5 -45 мм. Особенность способа втягивания кабелей в кабелепроводное устройство состоит в том, что втягивание кабелей ведут со скоростью, обеспечивающей наплавление контактных поверхностей под действием теплоты трения, в результате чего благодаря распаву устанавливается состояние смазочного трения. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 5 ил., 1 табл.

1. Кабелепроводное устройство с по меньшей мере одной кабелепроводной трубой из термопластичной пластмассы, имеющей кабелепроводный канал с круглой в поперечнике внутренней стенкой радиуса r, соответствующего внутреннему радиусу трубы, и выполненные из материала трубы ребра скольжения, распределенные по окружности внутренней стенки канала на равном удалении друг от друга и расположенные волнообразно с образованием реверсивных зон между участками с постоянным углом поворота a и шириной контактных поверхностей b, образующихся в прямолинейной кабелепроводной трубе между ребрами скольжения и оболочкой вводимого кабеля при их контакте, отличающееся тем, что измененный в радианах угол наклона ребер скольжения g удовлетворяет равенству
g = r a/L_k
и лежит в пределах 0,001 - 1,2 рад.; r - 12 - 100 мм; L_к - длина контактных участков ребер скольжения между реверсивными зонами, составляющая 500 - 10000 мм,
при этом А • r = 0,16 b²Z • L_к или при выполнении между участками с постоянным углом поворота соединительных участков длиной L_v, в которых ребра скольжения происходят параллельно оси трубы,
A•r = -0,16b²•Z•(0,0003r²•a²+L2к

)^1/2-4L_vbr,
где А - контактная поверхность кабельной оболочки в точке пересечения с ребрами скольжения, составляющая 4,5 - 32 мм²;
Z - число ребер скольжения,
причем вводимые кабели имеют наружный радиус в пределах 5 - 45 мм. 2. Кабелепроводное устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя стенка кабельного канала между соседними ребрами имеет вогнутую желобчатую форму, переходящую в выступ ребра скольжения. 3. Кабелепроводное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что угол поворота а выбран в пределах 45 - 340^o, предпочтительно 180^o. 4. Способ втягивания кабелей в кабелепроводное устройство, согласно которому к кабелю прикладывают тяговое усилие и осуществляют втягивание кабеля в канал кабелепроводной трубы с определенной скоростью, отличающийся тем, что втягивание кабеля ведут со скоростью, обеспечивающей наплавление контактных поверхностей под действием теплоты трения, в результате чего благодаря расплаву устанавливается состояние смазочного трения.