Поворотный электрический соединитель Советский патент 1988 года по МПК H01R39/00 

4

СО

to

го

Фиг. 6

Изобретение относится к электротехнике в части создания поворотных электрических соединителей и является усовершенствованием соединителя по основному авт. св. № 1336145.

Цель изобретения - повышение надежности работы за счет уменьшения образования гибким элементом в процессе его перемещения гофров.

На фиг.1 показан поворотный электрический соединитель, вид сверху; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - узел I на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг.З - вид В на фиг.З; на фиг.6 - узел II на фиг.1; на фиг.7 - схематическая геометрия устройства в процессе его работы.

Поворотный электрический соединитель содержит поворотное 1 и неподвижное 2 концентричные друг другу основания (фиг.1). Между основаниями 1 и 2 расположен петлевидно изогнуты гибкий элемент в виде основной упругой ленты 3, дополнительных упругих лент 4 и связанных с ними стойками 5 гибких пластин 6 (фиг.З). Между пластинами 6 и лентами 3 и 4 помещены провода 7, соединенные концами с основаниями 1 и 2. Основная упругая лента 3 укреплена концами также на основаниях 1 и 2. На ней закреплены своими первыми концами с помощью ограничительных пластин 8 стойки 5, которые расположены как вдоль ленты 3, так и друг против друга по ширине ленты. Дополнительные ленты 4, повышающие несущую способность основной ленты 3 при сохранении ее гибкости, расположены вдоль поверхности основной ленты 3 и укреплены на одном из оснований 1 или 2 одними своими концами, а другими концами уложены на основной ленте 3 в виде пакета, свободно зафиксированного по толщине с помощью стоек 5 с распорными втулками 9, для чего в пакете выполнены продольные отверстия 10 под распорны втулки 9 (фиг.4). На вторых концах соответствующих стоек 5, расположенных друг против друга, укреплены с помощью распорных втулок 9 и ограничительных пластин 8 первые края гибких пластин 6. Второй край каждой пластины 6 подвижно соединен (скользит) с вторыми концами стоек 5, соседних по длине ленты стойкам первого края пластины 6, входя (как показано

на фиг.З пунктиром) в промежуток по ширине ленты между этими соседними стойками 5, при этом второй край пластины перекрывает первый край следующей пластины с возможностью продольного перемещения пластин друг относительно друга, лент 3 и 4 и проводов 7 при поворотах соединителя. Для

0 обеспечения такого свободного перемещения краев гибких пластин 6 относительно друг друга и ограничения вторых краев гибких пластин от перемещения в направлении высоты стоек 5 (или

5 в направлении радиусов перегиба гибкого элемента) во вторых краях гибких пластин выполнены продольные отверстия 11, в которые как г, чаправляющие входят распорные шайбы Г2, установ0 ленные на вторых концах стоек 3. Элементы 8,3,4,9,6,11 и 8 образуют пакет, при этом распорная втулка 9, насаженная на стойку 5 упирается в основную упругую ленту 3 и гибкую пластину 6.

Поворотное 1 и неподвижное 2 основания выполнены в виде цилиндрических обечаек 13 и 14 соответственно (фиг.2) с отбортовками 13 и 16. К отбортовке

0

13 с помощью винтов 17 крепится внутренняя обойма 18 насыпного подшипника, содержащего шарики 19. Наружная обойма 20 этого подшипника прикреплена с помощью аналогичных винтов к отбортовке 16 обечайки 14. С концами проводов 7, укрепленными на поворотном 1 и неподвижном 2 основаниях, соединены контакты разъемов 21 и 22 со- ответственно (фиг.1).

На выпуклой поверхности поворотного основания 1 дополнительно установлены накладки 23 с шагом их установки, обеспечивающим возможность вхождения накладок 23 в пазы между смежными по длине гибкого элемента ограничительными пластинами 8, закрепленными на гибком элементе с наружной стороны основной упругой ленты 3 (фиг.6).

Соединитель работает следующим образом.

Электрические сигналы от неподвижного основания 2 передаются на поворотное сечение 1 через провода 7.

Вращение поворотного основания 1 осуществляется от привода (не показан). При вращении поворотного основания по часовой стрелке происходит выпучивание основной упругой ленты 3, которая сматывается с поворотного основания 1 (фиг.7). При этом накладки 23, установленные на выпуклой поверхности этого основания 1, входят в пазы меж- ду смежными по длине гибкого элемента ограничительными пластинами 8, закрепленными на гибком элементе с наружной стороны основной упругой ленты 3.

Обозначим через Tj, тангенциальное усилие, приложенное к гибкому элементу от поворотного основания 1, через Т - тангенциальные усилия, приложен- ныв к указанным ограничительным пластинам 8 со стороны накладок 23. Гибкий элемент на участке между местом его закрепления и местами взаимного контактирования пластин 8 и накладок 23 изогнут по дуге окружности, радиус которой равен радиусу обечайки 13, поскольку

Т,п.Т;созщ-з:|у,

где L - длина дуги, охватываемой гибким элементом;

R - радиус выпуклой поверхности поворотного основания;

п - число пластин 8, находящихся

в контакте с накладками 23 (фиг.7).

Таким образом, тангенциальное усилие, приложенное к гибкому элементу, раскладывается на сумму тангенциаль- ных усилий, приложенных к сумме пластин 8 и накладок 23. Расстояние по дуге, по которой изогнут гибкий элемент, будучи навитым на цилиндрическую поверхность, пропорционально гиб-

кости гибкого элемента: чем выше гибкость, тем на большую длину дуги его можно навить.

Таким образом, наблюдая динамику устройства, удается проследить следу- ющую закономерность: суммарное усилие трения между пластинами 8 и накладками 23 (а следовательно, и противодействие выпучиванию гибкого элемента) увеличивается по мере увеличения степени гибкости гибкого элемента. Эта закономерность проявляет себя в процессе работы устройства следующим образом. При вращении поворотного основания 1 в направлении стрелки на фиг.6 и 7 происходит перемещение точки поверхности гибкого элемента на угол об в направлении этой стрелки и выпучивание гибкого элемента сначала

. ,0

з 0

5

0

5 д

5

на участке . Если усилие трения между пластиной 8 и накладкой 23 на поверхности в точке S оказывается недостаточным для того, чтобы уравновесить силу упругости участка S,S гибкого элемента, то произойдет выпучивание следующего участка гибкого элемента 8,34. Если усилие трения между пластиной 8 и 23 в точках Sj и S окажется недостаточным для того, чтобы уравновесить силу упругости участков SjS, и ., то произойдет выпучивание следующего участка гибкого элемента - .

Так как радиус выпученного участка , (состоящего из суммы участков S,jS,, и ) больше радиуса выпуклой цилиндрической поверхности поворотного основания 1 на величину ii (фиг. 7), то при перемещении на угол накладки 23, укрепленной на поворотном основании 1, пластина 8, укрепленная на упругом элементе и контактирующая с накладкой 23 по поверхности S;, переместится на угол,

с Тл

меньший угла на величину О -.г.

К

Таким образом, при выпучивании гибкого элемента накладки 23 опережают пластины 8 на величину , а по закону Гука этому опережению соответствуют добавочные тангенциальные усилия ЬТ; и добавочные усилия трения &Р, которые препятствуют дальнейшему выпучиванию гибкого элемента.

При взаимном контактировании пластин 8 и накладок 23 усилие Т; между ними направлено по касательной к дуге L, а усилие трения Р; между пластинами и накладками направлено по радиусу R.

Усилие трения

, COS

2R(n-1) где - коэффициент трения.

Суммарное усилие трения

45

П 1Ц,

То

L

5

° 2R(n-T) Из последнего выражения следует, что с уменьшением числа накладок при одновременном увеличении угла между ними (или расстояния по дуге между ними) усилие трения возрастает.

Таким образом, увеличивая число накладок, можно добиться того, что усилие трения, направленное вдоль ради уса поворотного основания 1 , уравновесит усилие выпучивания гибкого элемента, приводящее к возникновению в процессе его перемещения гофров. Поэтому в устройстве образование гофров на гибком элементе произойдет только в пределах участков, ограниченных промежутками между накладками, что практически не повлияет на надежность работы устройства. Образование гофров, пусть даже и незначительных, приводит к укорачиванию ветви гибкого элемента, примыкающего к поворотному основанию, а следовательно, приводит к линейным перемещениям гибкого элемента относительно неподвижного осно- вания в процессе работы устройства. Однако эти линейные перемещения не будут отрицательно сказываться на его работе, так как вогнутая цилиндрическая поверхность неподвижного основания 2, контактирующая с ограничительными пластинами 8, установленными на гибком элементе, выполнена гладкой, а потому будет иметь место лищь незначительное скольжение пластин 8 гибкого элемента по этой гладкой цилиндрической поверхности, что не повлияет на надежность работы устройства. При вращении поворотного основания 1 против часовой стрелки и происходит наматывание основной упру

I

10

15

20 724326

гой ленты 3 на поворотное основание, при этом выгтучивание упругой ленты на участках между накладками сменяется на их натяжение. В этом случае опасность образования гофров отсутствует .

В процессе работы устройства происходит продольное перемещение гибких пластин 6 относительно друг друга и проводов 7 (последних относительно лент 3 и 4), а также угловое перемещение распорных втулок 9 и стоек 5 внутри продольных отверстий 10. При этом линейно перемещаются распорные

шайбы 12 относительно продольных отверстий 1 1 .

Формула изобретения

Поворотный электрический соединитель по авт. св. № 1336145, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет уменьшения образования гибким элементом в процессе его перемещения гофров, на выпуклой поверхности поворотного основания дополнительно установлены накладки с шагом их установки, обеспечивающим возможность вхождения накладок в пазы между смежными по длине гибкого элемента ранее упомянутыми ограничительными пластинами, закрепленными на гибком элементе с наружной стороны основной упругой ленты.

-А

f5 f/ e jy,76

r

/J

/r7ff

Изобретение относится к области радиотехники. Цель изобретения - повышение надежности работы многоканального электрического соединителя, содержащего петлевидно изогнутые гибкие элементы с помещенными в них проводниками, соединенными сйоими концами с поворотным и неподвижным основаниями, расположенными концентрично друг другу. Исключение образования гофров гибкими элементами достигается с помощью накладок 23, установленных на гибких элементах и поворотном основании, с возможностью вхождения накладок, установленных на гибких элементах, в промежутки между накладками, установленными на выпуклой цилиндрической поверхности поворотного основания 1. Электрические сигналы от неподвижного основания 2 передаются на поворотные основания 1 через провод. Накладки 23 входят в пазы между смежными по длине гибкого элемента ограничительными пластинами 8, закрепленными на гибком элементе с наружной стороны основной упругой ленты. 7 ил. с 13 (Л

/

4 12 К 5

Фиг. J

Фиг. и

CPU2.215

Вид В

15

. 5

Фиг. 7