КАБЕЛЬНЫЙ ВВОД Российский патент 2016 года по МПК H01R9/05 H01R13/56 H01R13/58 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к области электрических кабелей. Оно относится к кабельному вводу согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

При применении в железнодорожной области для соединения с целью электроснабжения и передачи сигналов между отдельными вагонами и/или приводными агрегатами и/или локомотивами состава в большинстве случаев используются многожильные толстые (относительно) гибкие кабели, которые должны быть собраны в соответствии с подлежащим перекрытию расстоянием. Сборка в большинстве случаев затруднена из-за проблем с нехваткой места. Это относится, в частности, к кабельным вводам, с помощью которых кабель на концевой стороне вводится в корпусы подлежащих соединению частей и там свинчивается.

В более ранней заявке (DE 101 35 971 С1) для упрощения сборки был предложен кабельный ввод и защита кабеля от перегибов для таких кабелей, в которой улучшенная сборка достигается за счет того, что наружный диаметр муфты для защиты от перегибов меньше ширины в свету проходного отверстия первой части кабельного ввода, и что удерживающие части, взаимодействующие с частями кабельного ввода, выполнены в виде съемных удерживающих частей, которые относительно осевого направления находятся в зацеплении с муфтой для защиты от перегибов.

В этом известном кабельном вводе не учитывается наружное экранирование кабеля и его соединение в зоне кабельного ввода. Однако как раз для применений в железнодорожной области может предъявляться требование, что в кабелях должны быть скомпенсированы различия электрических потенциалов между подлежащими соединению вагонами и/или приводными агрегатами и/или локомотивами состава с помощью наружного экранирования. При этом в экране кабеля могут кратковременно возникать сравнительно высокие токи в диапазоне в несколько десятков ампер, которые необходимо предотвращать как внутри кабеля, так и в кабельном вводе. Кроме того, важно обеспечивать контакт экрана, который не чувствителен к возникающим во время работы колебаниям и сильным вибрациям, соответственно, толчкообразным перемещениям кабеля.

Ранее уже были предложены многочисленные устройства для простого и надежного соединения кабельного экрана с помощью кабельного ввода.

Из публикации DE 297 15 811 U1 известен кабельный ввод для заземляющих или экранированных кабелей, в котором кольцеобразная контактная вставка своими приформованными, проходящими в осевом направлении контактными пальцами прижимается при свинчивании с образованием наружного контакта к обнаженной экранирующей оплетке кабеля. Однако такой простой нажимной контакт является слишком чувствительным к движениям кабеля относительно резьбового соединения, и экранирование может быть легко повреждено.

Из публикации DE 20 2005 014 601 U1 известна соединительная система для соединения экранированного кабеля, содержащая электрически проводящий корпус, при этом кабель имеет по меньшей мере один внутренний провод и электрически проводящий экран, окружающий внутренний провод. На корпусе расположена электрически проводящая экранирующая накладка, которая по меньшей мере частично окружает кабель. Первое прижимное приспособление прижимает экран к контактной зоне экранирующей накладки. Кроме того, экранирующая накладка имеет удерживающую зону, которая выполнена с возможностью прижимания к ней кабеля с помощью второго прижимного приспособления для механического соединения с корпусом. При этом в качестве прижимных приспособлений служат, например, трубные хомуты. Однако при этом речь идет не о кабельном вводе.

Из ЕР 0 542 102 А1 известен электрический штекерный разъем для экранированного кабеля, в котором электрическое соединение между экраном и корпусом штекерного разъема осуществляется с помощью электрически проводящей эластомерной части, которая удерживается сжатой в осевом направлении в корпусе и одновременно герметизирует штекерный разъем от влаги. Это решение имеет недостатки, указанные для упомянутого выше документа DE 297 15 811 U1.

Из документа ЕР 0 803 954 А2 известен кабельный ввод, который содержит фиксируемый на корпусе патрубок и соединенный с патрубком винтовой элемент, через который может проходить кабель. Во внутреннем пространстве патрубка между винтовым элементом и опорной поверхностью патрубка предусмотрено удерживающее кольцо, которое предназначено для нагрузки винтовым элементом в направлении опорной поверхности. Удерживающее кольцо имеет опорную поверхность. При нагрузке удерживающего кольца с помощью винтового элемента обеспечивается возможность зажимания экрана кабеля, проходящего от зоны внутреннего провода кабеля наружу, между опорной поверхностью и противоположной поверхностью, и тем самым электрически проводящего соединения с патрубком. При этом недостатком является не точно контролируемое зажимание экрана посредством свинчивания.

Наконец, из документа US 6 007 383 известно соединительное устройство для экранированного кабеля, в котором экран надвигается на втулку приемной части и фиксируется там, при этом приемную часть можно затем свинчивать с чашеобразной крепежной частью. Это решение не пригодно для кабеля с муфтой для защиты от перегибов, нанесенной распылением. Оно, в частности, не пригодно на основании вида крепления экранирования также для кабелей, которые подвергаются сильному перегибу.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является такое выполнение кабельного ввода указанного в начале вида, что обеспечивается надежный и длительный контакт экрана с предельно допустимой силой тока, а также при сильных вибрациях и динамических нагрузках кабеля, которые возникают при отклонениях кузовов вагонов.

Задача решена с помощью п. 1 формулы изобретения.

Кабельный ввод, согласно изобретению, предназначен для кабеля, который имеет по меньшей мере один экран, кабельную оболочку, окружающую экран, и нанесенную распылением снаружи на кабельную оболочку муфту для защиты от перегибов, которая имеет упорные средства для кабельного ввода. Он характеризуется тем, что он имеет

а) по существу полое цилиндрическое электрически проводящее тело кабельного ввода, которое надвигается с одной стороны до упорных средств на муфтой для защиты от перегибов и концом, противоположным упорным средствам, выступает за муфту для защиты от перегибов,

b) свинчиваемую с телом кабельного ввода накидную гайку, которая надвигается с другой стороны вплоть до упорных средств на муфту для защиты от перегибов, и

с) электрически проводящее по существу полое цилиндрическое контактирующее кольцо, которое с образованием контакта размещено в теле кабельного ввода и выполнено для приема и контактного крепления экрана кабеля.

Первый вариант выполнения кабельного ввода согласно изобретению характеризуется тем, что контактирующее кольцо установлено в теле кабельного ввода с возможностью продольного сдвига. За счет этого достигается надежная механическая развязка между кабелем и контактирующим кольцом на теле кабельного ввода.

Другой вариант выполнения изобретения характеризуется тем, что контактирующее кольцо имеет наружную окружную, кольцеобразную контактную канавку, в которой размещен контактный элемент для обеспечения электрического контакта между контактирующим кольцом и телом кабельного ввода. Кольцеобразный контактный элемент обеспечивает возможность надежного и пригодного для больших токов контакта по всей окружности. Одновременно он может воспринимать без повреждения движения трения между контактирующим кольцом и телом кабельного ввода, когда он состоит из соответствующего материала.

Предпочтительно, контактный элемент может быть выполнен в виде радиально пружинящего металлического кольца, в частности, по так называемому принципу наклонной обмотки (canted coil). Такие элементы известны, например, под торговой маркой Bal Seal® и их описание приведено в ЕР 0 339 544 В1.

Однако контактный элемент может быть также выполнен в виде кольца с круглым сечением, состоящего из электрически проводящей пластмассы или покрытого электрически проводящим покрытием, и тем самым дополнительно выполнять функцию уплотнения.

Другой вариант выполнения кабельного ввода согласно изобретению характеризуется тем, что в осевом направлении перед и/или после контактной канавки расположена наружная окружная кольцеобразная фиксирующая канавка, в которой расположено кольцо круглого сечения для фиксации контактирующего кольца. За счет колец круглого сечения демпфируется осевое движение контактирующего кольца. Одновременно контактный элемент дополнительно защищается от внешних воздействий.

Еще один вариант выполнения изобретения характеризуется тем, что контактирующее кольцо выступает участком втулки из тела кабельного ввода, и что на наружной стороне участка втулки обеспечивается возможность крепления посредством зажимания отогнутого наружу и отогнутого назад экрана кабеля.

Крепление экрана на наружной стороне участка втулки осуществляется предпочтительно с помощью стяжной ленты.

Нанесенная распылением муфта для защиты от перегибов состоит, в частности, из пластмассы.

Другой вариант выполнения изобретения характеризуется тем, что упорные средства содержат наружную окружную канавку для свинчивания, выполненную в муфте для защиты от перегибов, а также вводимые с геометрическим замыканием в канавку для свинчивания, выступающие из канавки для свинчивания радиально наружу упорные элементы, в которые упираются на противоположных сторонах тело кабельного ввода и накидная гайка. При этом упорные элементы предпочтительно за счет геометрического замыкания фиксированы без возможности проворачивания в канавке для свинчивания.

В частности, упорные элементы выполнены в виде полусфер.

Предпочтительно, муфта для защиты от перегибов, упорные элементы и накидная гайка имеют такие размеры, что накидная гайка при отсутствующих упорных элементах может быть полностью надвинута на муфту для защиты от перегибов. В принципе, накидная гайка, а также тело кабельного ввода могут быть установлены на кабель перед нанесением посредством распыления муфты для защиты от перегибов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на основании примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг. 1 - пример выполнения кабельного ввода согласно изобретению, вид сбоку;

фиг. 2 - продольный разрез в плоскости А-А кабельного ввода согласно фиг. 1 и

фиг. 3 - часть изображения согласно фиг. 2 в увеличенном масштабе.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 показан на виде сбоку кабельный ввод 10 согласно изобретению. На фиг. 2 показан продольный разрез этого кабельного ввода 10 в плоскости А-А согласно фиг. 1. Кабельный ввод 10 расположен на кабеле 20, внутренняя часть которого, в частности, его отдельные жилы не изображены. В показанном примере кабель 20 имеет наружный экран 26, который может иметь, например, вид шлангообразной проволочной оплетки. Наружный экран 26 окружен снаружи защитной кабельной оболочкой 21, которая заканчивается внутри кабельного ввода 10, чтобы обнажать в нем экран 26 с целью осуществления контактирования (см. фиг. 3). Однако могут иметься также отдельные экранированные жилы или группы жил, экранирование которых может быть соединено проводящим образом с кабельным вводом 10, как это указано для наружного экрана 26.

На кабеле 20 снаружи нанесена распылением муфта 22 для защиты от перегибов, которая входит также далеко в кабельный ввод 10, как кабельная оболочка 21. Муфта 22 для защиты от перегибов предпочтительно состоит из стабильной, эластично деформируемой пластмассы и имеет в осевом направлении друг за другом две окружные кольцеобразные канавки, а именно, канавку 24 для свинчивания и уплотнительную канавку 23. Канавка 24 для свинчивания имеет ту же функцию, что и кольцевая канавка в муфте для защиты от перегибов упомянутого в начале документа DE 101 35 971 С1 (ссылочная позиция 24 на фиг. 4). В ней размещены две съемные полусферы 25, которые совместно образуют выступающее радиально из канавки 24 для свинчивания кольцо, в которое могут упираться свинчиваемые части 11 и 12 кабельного ввода 10.

Указанные свинчиваемые части кабельного ввода 10 являются по существу полым цилиндрическим телом 11 кабельного ввода и свинчиваемой с ним накидной гайкой 12. Как указано в упомянутом выше документе DE 101 35 971 С1, накидную гайку, когда полусферы 25 еще не введены в канавку 24 для свинчивания, можно простым образом надвигать на муфту 22 для защиты от перегибов. Когда затем полусферы 25 вводятся в канавку 24 для свинчивания, то кабель 20 с муфтой 22 для защиты от перегибов можно вдвигать до упора в полусферы 25 в тело 11 кабельного ввода. Затем расположенная на кабеле 20 накидная гайка 12 навинчивается на тело 11 кабельного ввода до осуществления ее прилегания на другой стороне к полусферам 25. Затем кабель 20 с нанесенной распылением муфтой 22 для защиты от перегибов фиксируется в кабельном вводе 10.

В этом свинченном состоянии муфта 22 для защиты кабеля от перегибов и тем самым также кабельная оболочка 21 входят примерно до половины в тело 11 кабельного ввода. В остающуюся длину тела 11 кабельного ввода можно затем вдвигать с другой стороны по существу полое цилиндрическое контактирующее кольцо 14, которое должно обеспечивать электрический контакт между экраном 26 и телом 11 кабельного ввода. Контактирующее кольцо 14 расположено в теле 11 кабельного ввода с возможностью продольного сдвига. Оно выступает участком 17 втулки из тела 11 кабельного ввода. Участок 17 втулки, который на своем свободном конце имеет закругленную кольцеобразную кромку, служит для контактирующего крепления экрана 26. Он отгибается назад вокруг закругленной кромки наружу и на наружную поверхность участка 17 втулки так, что отогнутый назад экран максимально прилегает к цилиндрической наружной поверхности. В этом состоянии отогнутый назад экран 26 длительно фиксируется на цилиндрической наружной поверхности участка 17 втулки с помощью стяжной ленты, надвинутой на участок 17 втулки с экраном 26, и тем самым с хорошей электрической проводимостью и надежно соединяется с контактирующим кольцом 14.

Еще проще осуществляется монтаж кабельного ввода 10, когда процесс монтажа выполняется по следующей схеме:

а) сначала на кабель 20 наносят распылением муфту 22 для защиты кабеля от перегибов;

b) затем с кабеля удаляют кабельную оболочку 21 вплоть до муфты 22 для защиты от перегибов (снятие оболочки);

с) экран 26, соответственно, экранирующую оплетку разрезают и обнажают (это относится как к общему экрану, так и к отдельным экранам);

d) контактирующее кольцо 14 надвигают на обнаженный конец кабеля;

е) экран (и возможно другие экраны) накладывают на участок 17 втулки контактирующего кольца 14 и с помощью стяжной ленты 18 фиксируют с образованием контакта;

f) предварительно собранный кабель с контактирующим кольцом 14 вводят в тело 11 кабельного ввода ;

g) полусферы 25 вводят в канавку 24 для свинчивания и вдвигают до упора в тело 11 кабельного ввода; и

h) монтируют уже находящуюся на кабеле накидную гайку 12.

Электрический контакт между контактирующим кольцом 14 и телом 11 кабельного ввода обеспечивается с помощью контактного кольца 27 (см. фиг. 3), которое установлено в кольцеобразную окружную контактную канавку 15 на наружной стороне контактирующего кольца 14. Контактное кольцо 27 может быть, например, кольцом круглого о сечения из электрически проводящей или снабженной проводящим покрытием пластмассы. С учетом больших токов особенно предпочтительным является контактное кольцо 27, которое выполнено в виде радиально пружинящего металлического кольца, в частности, по принципу наклонной обмотки (canted coil). Такие элементы, которые имеют вид наклонно намотанной проволочной оплетки, известны, например, под торговой маркой Bal Seal® и их описание приведено в ЕР 0 339 544 В1.

На обеих сторонах контактной канавки 15 на наружной стороне контактирующего кольца 14 расположены две другие однотипные фиксирующие канавки 16, в которых могут быть размещены обычные кольца круглого сечения, с целью более или менее сильной фиксации контактирующего кольца 14 в теле 11 кабельного ввода. Одновременно эти кольца круглого сечения защищают лежащее между ними контактное кольцо 27 от вредных внешних воздействий.

В средней зоне тела 11 кабельного ввода сформирован фланцеобразный упор 19, который на своем наружном периметре выполнен шестиугольным и предназначен для контрения при затягивании накидной гайки 12. На противоположной накидной гайке 12 стороне упора 19 на наружной стороне тела 12 кабельного ввода предусмотрена наружная резьба 13. Кабельный ввод 10 с помощью этой наружной резьбы можно вдвигать до упора 19 через соответствующее отверстие в стенке корпуса или в корпусе штекера и фиксировать с помощью винта, ввинченного в наружную резьбу 13.

Кабельный ввод 10, как уже указывалось в начале, предназначен для использования, прежде всего, для толстых кабелей в железнодорожной области, которые могут иметь наружный диаметр кабеля 20 в диапазоне, например, 10-50 мм.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

10 - кабельный ввод

11 - тело кабельного ввода

12 - накидная гайка

13 - наружная резьба

14 - контактирующее кольцо

15 - контактная канавка (кольцеобразная)

16 - фиксирующая канавка (кольцеобразная)

17 - участок втулки

18 - стяжная лента

19 - упор

20 - кабель

21 - кабельная оболочка

22 - муфта для защиты от перегибов (сформированная посредством распыления)

23 - уплотнительная канавка (кольцеобразная)

24 - канавка для свинчивания

25 - полусфера (зажим)

26 - экран (например, проволочная оплетка)

27 - контактный элемент (кольцеобразный)

Изобретение относится к кабельному вводу (10) для кабеля (20), который содержит экран (26), кабельную оболочку (21) и муфту (22) для защиты от перегибов, имеющую упорные средства (24, 25). Кабельный ввод (10) имеет: а) по существу полое цилиндрическое электрически проводящее тело (11), которое надвигается с одной стороны до упорных средств (24, 25) на муфту (22) и концом, противоположным упорным средствам (24, 25), выступает за муфту (22) для защиты от перегибов; b) свинчиваемую с телом (11) накидную гайку (12), которая надвигается с другой стороны вплоть до упорных средств (24, 25) на муфту (22); с) электрически проводящее по существу полое цилиндрическое контактирующее кольцо (14), которое с образованием контакта размещено в теле (11) ввода (10) и предназначено для приема и контактного крепления экрана (26) кабеля (20). Технический результат - создание кабельного ввода, обеспечивающего надежный и длительный контакт экрана с предельно допустимой силой тока при сильных вибрациях и динамических нагрузках. 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Кабельный ввод (10) для кабеля (20), который содержит по меньшей мере один экран (26), кабельную оболочку (21), окружающую экран (26), и нанесенную распылением снаружи на кабельную оболочку (21) муфту (22) для защиты от перегибов, которая имеет упорные средства (24, 25) для кабельного ввода (10), отличающийся тем, что кабельный ввод (10) имеет:
a) по существу полое цилиндрическое электрически проводящее тело (11) кабельного ввода, которое надвигается с одной стороны до упорных средств (24, 25) на муфту (22) для защиты от перегибов и концом, противоположным упорным средствам (24, 25), выступает за муфту (22) для защиты от перегибов,
b) свинчиваемую с телом (11) кабельного ввода накидную гайку (12), которая надвигается с другой стороны вплоть до упорных средств (24, 25) на муфту (22) для защиты от перегибов, и
c) электрически проводящее по существу полое цилиндрическое контактирующее кольцо (14), которое с образованием контакта размещено в теле (11) кабельного ввода и выполнено для приема и контактного крепления экрана (26) кабеля (20), и причем
d) контактирующее кольцо (14) выступает участком (17) втулки из тела (11) кабельного ввода, и при этом на наружной стороне участка (17) втулки выполнен с возможностью крепления посредством зажимания отогнутый наружу и назад экран (26) кабеля (20).

2. Кабельный ввод по п. 1, отличающийся тем, что крепление экрана (26) на наружной стороне участка (17) втулки осуществляется с помощью стяжной ленты (18).

3. Кабельный ввод по п. 1, отличающийся тем, что контактирующее кольцо (14) установлено в теле (11) кабельного ввода с возможностью продольного сдвига.

4. Кабельный ввод по п. 1, отличающийся тем, что контактирующее кольцо (14) имеет наружную окружную, кольцеобразную контактную канавку (15), в которой размещен кольцеобразный контактный элемент (27) для обеспечения электрического контакта между контактирующим кольцом (14) и телом (11) кабельного ввода.

5. Кабельный ввод по п. 4, отличающийся тем, что контактный элемент (27) выполнен в виде радиально пружинящего металлического кольца, в частности, по так называемому принципу наклонной обмотки (canted coil).

6. Кабельный ввод по п. 4, отличающийся тем, что контактный элемент (27) выполнен в виде кольца с круглым сечением, состоящего из электрически проводящей пластмассы или покрытого электрически проводящим покрытием.

7. Кабельный ввод по п. 4, отличающийся тем, что в осевом направлении перед и/или после контактной канавки (15) расположена наружная окружная кольцеобразная фиксирующая канавка (16), в которой расположено кольцо круглого сечения для фиксации контактирующего кольца (14) в теле (11) кабельного ввода.

8. Кабельный ввод по п. 1, отличающийся тем, что нанесенная распылением муфта (22) для защиты от перегибов состоит из пластмассы.

9. Кабельный ввод по п. 1, отличающийся тем, что упорные средства (24, 25) содержат выполненную в муфте (22) для защиты от перегибов наружную окружную канавку (24) для свинчивания, а также вводимые с геометрическим замыканием в канавку (24) для свинчивания, выступающие из канавки (24) для свинчивания радиально наружу упорные элементы (25), в которые упираются на противоположных сторонах тело (11) кабельного ввода и накидная гайка (12).

10. Кабельный ввод по п. 9, отличающийся тем, что упорные элементы (25) выполнены в виде полусфер.

11. Кабельный ввод по любому из пп. 9 или 10, отличающийся тем, что муфта (22) для защиты от перегибов, упорные элементы (25) и накидная гайка (12) имеют такие размеры, что накидная гайка (12) при отсутствующих упорных элементах (25) может быть полностью надвинута на муфту (22) для защиты от перегибов.