ЗАЖИМНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ КАБЕЛЯ
CABLE CLAMPING DEVICE

Изобретение относится к зажимному приспособлению, в частности, для кабеля, предназначенному для использования в составе кабельного ввода.
Кабельные вводы используются для крепления кабелей к корпусу прибора и обычно имеют корпус с наружной резьбовой частью. Корпус кабельного ввода выполнен из двух или более частей, ограничивающих отверстие, через которое проходит кабель. В корпусе кабельного ввода имеются одно или несколько уплотнений для герметизации наружной поверхности кабеля. Проводники, образующие часть заземляющего слоя кабеля, разведены наружу и зажаты между коническим элементом и втулкой кабельного ввода для создания заземляющего соединения кабельного ввода с кабелем. Так как винтовая резьба на двух частях кабельного ввода находится в зацеплении друг с другом, то осевое перемещение двух частей относительно друг друга сжимает одно или несколько уплотнений в осевом направлении, заставляя уплотнения расширяться в радиальном направлении и создавать герметичный контакт с внешней поверхностью кабеля. Одно или несколько уплотнений могут выполнять также функцию зажима, чтобы противостоять осевому перемещению кабеля относительно корпуса кабельного ввода, т.е. обеспечивать сопротивление вытягиванию кабеля.
Недостатком такого устройства является то, что упругие уплотнения обеспечивают удовлетворительное зажимное действие только в относительно узком диапазоне диаметров кабелей. Кроме того, использование сборки конус-муфта для зажима электропроводящих элементов заземляющего слоя для создания заземляющего соединения между кабельным вводом и кабелем увеличивает стоимость и сложность кабельного ввода и увеличивает время и сложность монтажа.
В патентном документе GB 2488999 описано фиксирующее устройство, имеющее части, захватывающие кабель при вращении первого и второго удерживающих элементов относительно друг друга. Однако в этом устройстве захватывающие части должны быть гибкими, чтобы входить в зацепление с кабелем, проходящим через устройство. Это ограничивает зажимное усилие, которое может быть приложено устройством к кабелю, чтобы не вызвать повреждение кабеля.
Задача изобретения заключается в устранении одного или несколько вышеуказанных недостатков.
Первым объектом изобретения является зажимное приспособление, содержащее корпус c первым сквозным отверстием для размещения в нем по меньшей мере части кабеля; несколько зажимных элементов, установленных в корпусе с возможностью перемещения относительно него; и привод перемещения зажимных элементов относительно корпуса.
Согласно изобретению зажимные элементы установлены с возможностью поворота относительно корпуса, а указанный привод выполнен с возможностью поворота зажимных элементов относительно корпуса, так что по меньшей мере часть зажимных элементов зажимает по меньшей мере часть кабеля, проходящего через указанное первое отверстие.
Наличие нескольких зажимных элементов, установленных с возможностью поворота относительно корпуса, и привода, обеспечивающего поворот этих зажимных элементов относительно корпуса так, что по меньшей мере часть зажимных элементов приводится во взаимодействие с по меньшей мере частью проходящего через первое отверстие кабеля, зажимая его, позволяет изготавливать зажимные элементы из относительно жесткого материала. Это, в свою очередь, обеспечивает независимость зажима от упругости материала, что приводит к надежному зажиму в более широком диапазоне диаметров кабелей.
Каждый из упомянутых зажимных элементов может включать в себя по меньшей мере одну соответствующую первую криволинейную поверхность для взаимодействия с по меньшей мере одной второй криволинейной поверхностью на корпусе, обеспечивая перемещение указанных зажимных элементов относительно корпуса. Это позволяет упростить конструкцию.
По меньшей мере одна упомянутая первая криволинейная поверхность может быть выполнена на выступе или выемке, приспособленным для зацепления с соответствующей выемкой или выступом на корпусе. Это позволяет создать компактное зажимное приспособление, предотвращающее выпирание зажимных элементов из отверстия в корпусе, когда кабель не зажат.
Корпус может содержать по меньшей мере один первый элемент, имеющий первое сквозное отверстие, а привод содержит по меньшей мере один второй элемент, имеющий второе сквозное отверстие для размещения в нем по меньшей мере части кабеля и установленный с возможностью перемещения относительно указанного по меньшей мере одного первого элемента.
Несколько зажимных элементов могут быть установлены с возможностью поворота относительно по меньшей мере одного второго элемента корпуса. Это позволяет упростить конструкцию зажимного приспособления.
По меньшей мере один второй элемент корпуса может быть установлен с возможностью вращения относительно по меньшей мере одного первого элемента корпуса. Это позволяет проще обращаться с зажимным приспособлением как с частью кабельного ввода. Например, зажимное приспособление может быть встроено в кабельный ввод так, что вращение резьбовых частей кабельного ввода относительно друг друга при монтаже кабельного ввода приводит в действие зажимное приспособление.
Конструкция по меньшей мере одного второго элемента корпуса может быть по существу идентичной конструкции по меньшей мере одного первого элемента корпуса. Это позволяет упростить и снизить стоимость изготовления зажимного приспособления.
Зажимное приспособление может дополнительно содержать фиксатор для поддержания зажима кабеля несколькими зажимными элементами.
Фиксатор может содержать первое средство зацепления на по меньшей мере одном первом элементе корпуса и второе средство зацепления на по меньшей мере одном втором элементе корпуса, при этом указанные первое и второе средства зацепления приспособлены для фрикционного взаимодействия между собой при приведении в действие привода. Это позволяет поддерживать зацепление зажимных элементов с кабелем в более широком диапазоне диаметров кабелей, улучшая подгонку зажима к кабелю.
По меньшей мере один первый элемент корпуса может быть выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении относительно по меньшей мере одного второго элемента корпуса для приведения во фрикционное взаимодействие первого и второго средств зацепления. Это позволяет поддерживать зацепление зажимных элементов с кабелем в более широком диапазоне диаметров кабелей.
Зажимные элементы могут иметь по существу идентичную друг другу конструкцию. Это позволяет дополнительно упростить и снизить стоимость зажима.
По меньшей мере один из зажимных элементов может иметь криволинейную поверхность для введения в зацепление с кабелем для его зажима. Это позволяет увеличить зажимное усилие и/или сопротивление вытягивающему усилию в осевом направлении.
По меньшей мере одна криволинейная поверхность может иметь несколько участков различной кривизны, предназначенных для взаимодействия с соответствующими поверхностями кабелей различного диаметра. Это позволяет обеспечить эффективный захват кабелей различных диаметров, снижая риск повреждения кабелей.
По меньшей мере один зажимной элемент может иметь на своей поверхности по меньшей мере один выступ, предназначенный для введения в зацепление с кабелем для его зажима. Это позволяет улучшить зажимное усилие и/или сопротивление вытягивающему усилию в осевом направлении.
По меньшей мере один выступ может быть приспособлен для внедрения в по меньшей мере один слой кабеля. Это позволяет повысить надежность заземляющего электрического соединения между электропроводными элементами кабеля и кабельным вводом, содержащим такой зажим.
Зажимное приспособление может быть приспособлено для создания электрического контакта с по меньшей мере одним электропроводным элементом кабеля. Это позволяет исключить необходимость использования узла «конус-втулка» для зажима электропроводных элементов, что снижает стоимость и сложность кабельного ввода, содержащего зажимное приспособление, и уменьшает время и сложность монтажа кабельного ввода.
Другим объектом изобретения является кабельный ввод, включающий в себя корпус, имеющий третье сквозное отверстие для размещения в нем по меньшей мере части кабеля; по меньшей мере одно уплотнение для герметичного соединения с по меньшей мере частью кабеля, проходящего через третье отверстие; и по меньшей мере одно описанное выше зажимное приспособление.
Кабельный ввод может дополнительно содержать по меньшей мере один первый корпусной элемент и по меньшей мере один второй корпусной элемент, при этом по меньшей мере одно зажимное приспособление выполнено с возможностью приведения в действие посредством вращения по меньшей мере одного первого корпусного элемента кабельного ввода относительно по меньшей мере одного второго корпусного элемента кабельного ввода. Это позволяет упростить использование кабельного ввода.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан кабельный ввод согласно первому варианту осуществления изобретения, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;
на фиг. 2 – кабельный ввод по фиг. 1 в собранном состоянии, вид в перспективе с частичным разрезом;
на фиг. 3 – зажимное приспособление кабельного ввода по фиг. 1 с зажимными элементами в разжатом положении, вид в перспективе;
на фиг. 4 – зажимные элементы зажимного приспособления по фиг. 3, вид в перспективе;
на фиг. 5 – зажимное приспособление по фиг. 3 с зажимными элементами в зажатом положении;
на фиг. 6 – зажимное приспособление по фиг. 5, установленное на кабеле;
на фиг. 7 – кабель перед установкой на нем кабельного ввода по фиг. 1, вид в перспективе;
на фиг. 8 – кабель по фиг. 7 с показанным на фиг. 1 узлом конус/втулка кабельного ввода в разобранном состоянии, вид в перспективе;
на фиг. 9 – то же, что и на фиг. 8, только с узлом конус/втулка в собранном состоянии;
на фиг. 10 – зажимное приспособление согласно второму варианту осуществления изобретения, вид в перспективе;
на фиг. 11 – кабель перед установкой на нем зажимного приспособления, показанного на фиг. 4 – 6, вид в перспективе;
на фиг. 12 – зажимное приспособление по фиг. 4 – 6, установленное на кабеле по фиг. 11, вид в перспективе;
на фиг. 13 – кабель перед установкой на нем зажимного приспособления по фиг. 10, вид в перспективе;
на фиг. 14 – кабельный ввод согласно второму варианту осуществления изобретения, вид в перспективе с частичным разрезом;
на фиг. 15 – кабельный ввод со встроенным зажимным приспособлением по фиг. 10, вид в перспективе с частичным разрезом;
на фиг. 16 – зажимное приспособление согласно третьему варианту осуществления изобретения, вид в перспективе;
на фиг. 17 – зажимное приспособление по фиг. 16 в разжатом положении, вид в разрезе;
на фиг. 17А – фрагмент фиг. 17 в увеличенном масштабе;
на фиг. 18 – зажимное приспособление по фиг. 16 в зажатом положении, вид в разрезе;
на фиг. 18А – фрагмент фиг. 18 в увеличенном масштабе;
Как показано на фиг. 1 и 2, кабельный ввод 2, предназначенный для прикрепления кабеля 4 (фиг. 6 – 9) к корпусу прибора (не показан), согласно первому варианту осуществления изобретения содержит первый корпусной элемент 6, имеющий первый резьбовой участок 8 с наружной винтовой резьбой для взаимодействия с соответствующей резьбой на корпусе прибора, и второй резьбовой участок 10 с наружной винтовой резьбой для взаимодействия с первым резьбовым участком 12 с внутренней винтовой резьбой второго корпусного элемента 14. Второй корпусной элемент 14 имеет третий резьбовой участок 16 с наружной винтовой резьбой для взаимодействия со вторым резьбовым участком 18 с внутренней винтовой резьбой на третьем корпусном элементе 20. Первый 6, второй 14 и третий 20 корпусные элементы соединены между собой, формируя корпус кабельного ввода 2.
Первый корпусной элемент 6 имеет первую радиальную поверхность 22 для упора в первый конец 24 более широкой части 26 по существу конического элемента 28, образующего часть узла «конус-втулка». Первый корпусной элемент 6 имеет также и вторую радиальную поверхность 30 для упора в первый конец втулки 32, представляющий собой часть узла «конус-втулка», внутри которой установлена с натягом более узкая часть 34 (фиг. 2) конического элемента 28. Второй конец втулки 32 приспособлен для упора в третью радиальную поверхность 36 второго корпусного элемента 14, так что взаимодействие первого 6 и второго 14 корпусных элементов для перемещения первой 22 и второй 36 радиальных поверхностей навстречу друг другу удерживает конический элемент 28 и втулку 32 в положении, обеспечивающем зажим электропроводящих элементов 74 (фиг. 7 – 9) заземляющего слоя кабеля 4 между коническим элементом 28 и втулкой 32 для обеспечения электрического соединения между кабельным вводом 2 и кабелем 4.
Зажимное приспособление 38 согласно первому варианту осуществления изобретения (работа которого будет более подробно описана далее со ссылками на фиг. 3 – 6) расположено между четвертой радиальной поверхностью 40 и пятой радиальной поверхностью 42 второго корпусного элемента 14. Третий корпусной элемент 20 содержит защитное кольцо 44, упирающееся в шестую радиальную поверхность 46 третьего корпусного элемента 20, а седьмая радиальная поверхность 48 второго корпусного элемента 14 упирается в торцевую поверхность упругого уплотнения 50, имеющего наружную кольцевую канавку 52, так что резьбовое соединение второго 14 и третьего 20 корпусных элементов обеспечивает продвижение навстречу друг к другу шестой 46 и седьмой 48 радиальных поверхностей, сжимая уплотнение 50. Кольцевая канавка 52 заставляет уплотнение 50 деформироваться в радиальном направлении внутрь, обеспечивая герметичное соединение с оболочкой 54 кабеля 4 (фиг. 6 – 9).
Как показано на фиг. 3 – 6, зажимное приспособление 38 имеет несколько (в этом варианте выполнения – три) зажимных элементов 56 (фиг. 4), предназначенных для ограничения отверстия 58, принимающего кабель 4. Каждый из зажимных элементов 56 имеет первый выступ 60 на своем первом конце 62 для зацепления с корпусом зажимного приспособления 38 в виде первого элемента 64 корпуса (фиг. 5), так что при повороте зажимных элементов 56 относительно первого элемента 64 корпуса первые выступы 60 входят в зацепление с соответствующими криволинейными поверхностями (не показаны) первого элемента 64 корпуса, вызывая поворот зажимных элементов 56 относительно привода в виде второго элемента 66 корпуса. При этом первые концы 62 зажимных элементов 56 поворачиваются внутрь, уменьшая размер отверстия 58. В первом 64 и втором 66 элементах корпуса выполнены первое и второе сквозные отверстия, соответственно, для приема кабеля 4.
Каждый из зажимных элементов 56 имеет второй выступ 68 на своем втором конце для поворотного зацепления с соответствующими углублениями 70 во втором элементе 66 корпуса. Таким образом, поворот зажимных элементов 56 внутрь или наружу обеспечивается вращением первого элемента 64 корпуса относительно второго элемента 66 корпуса. Каждый из зажимных элементов 56 имеет криволинейную зажимную поверхность 72 для зацепления с электропроводным экраном 74 (фиг. 7) кабеля 4 для предотвращения продольного перемещения кабеля 4 относительно второго корпусного элемента 14 кабельного ввода, обеспечивая при этом адекватное зажимное усилие в широком диапазоне диаметров кабеля. Каждая зажимная поверхность 72 имеет первый участок 73 для взаимодействия с наружной поверхностью кабеля первого диаметра и пару вторых участков 75 для взаимодействия с наружной поверхностью кабеля второго диаметра, большего, чем первый диаметр. Это позволяет эффективно зажимать зажимным приспособлением 38 кабели различных диаметров, снижая при этом риск повреждения кабелей. Криволинейные зажимные поверхности 72 также имеют выступы в виде ребер 76 для улучшения усилия зажима и сопротивления вытягивающему усилию в осевом направлении. На первом элементе 64 корпуса имеются первые зубцы 82 для взаимодействия с соответствующими выемками (не показаны) на внутренней поверхности второго корпусного элемента 14, а на втором элементе 66 корпуса имеются вторые зубцы 84 для взаимодействия с соответствующими выемками (не показаны) на внутренней поверхности третьего корпусного элемента 20. Таким образом, вращение второго 14 и третьего 20 корпусных элементов кабельного ввода относительно друг друга приводит к вращению первого 64 и второго 66 элементов корпуса относительно друг друга, что приводит в действие зажимное приспособление 38 для перевода зажимных элементов 56 из разжатого положения в зажатое.
Кабельный ввод 2 функционирует следующим образом.
Сначала подготавливают кабель 4, как показано на фиг. 7 – 9, путем удаления части оболочки 54, чтобы оголить электропроводные элементы 74 и отдельные проводники 80, после чего электропроводные элементы 74 разводят наружу, как это показано на фиг. 7. Затем разведенные электропроводные элементы 74 помещают между коническим элементом 28 и втулкой 32, как это показано на фиг. 8, и конический элемент 28 и втулку 32 вводят в зацепление друг с другом, как это показано на фиг. 9, для установления электрического соединения между электропроводными элементами 74 и коническим элементом 28 и/или втулкой 32. Затем соединяют по резьбе первый корпусной элемент 6 кабельного ввода со вторым корпусным элементом 14 кабельного ввода. В это время второй 14 и третий 20 корпусные элементы кабельного ввода находятся в неплотном резьбовом зацеплении друг с другом, так что уплотнение 50 не сжато или только слегка сжато, а зажимное приспособление 38 находится в своем разжатом положении, как это показано на фиг. 3.
Затем плотно соединяют по резьбе второй корпусной элемент 14 с третьим корпусным элементом 20, обеспечивая тем самым поворот первого элемента 64 корпуса зажимного приспособления 38 относительно второго элемента 66 корпуса этого зажимного приспособления. При этом вводятся в зацепление криволинейные зажимные поверхности 72 зажимных элементов 56 с наружной поверхностью оболочки 54 кабеля 4, как это показано на фиг. 5 и 6, прочно зажимая кабель 4 в заданном положении. Более плотное сцепление второго 14 и третьего 20 корпусных элементов кабельного ввода также заставляет уплотнение 50 сжиматься и деформироваться радиально внутрь с образованием герметичного контакта с оболочкой 54 кабеля 4.
Зажимное приспособление 38 согласно второму варианту осуществления изобретения показано на фиг. 10. В отличие от варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 3 – 6, в зажимном приспособлении 38, показанном на фиг. 10, ребра 76 заменены электропроводящими шипами 86, прокалывающими оболочку 54 кабеля 4 при переводе зажимного приспособления 38 в зажатое состояние. В результате образуется электрическое соединение между электропроводными элементами 74 заземляющего слоя кабеля 4 и электропроводящими шипами 86, как это показано на фиг. 13, без необходимости снятия оболочки 54 кабеля 4 для обнажения электропроводящих элементов 74. В качестве альтернативы или в дополнение, зажимное приспособление 38 может иметь ребра 76, как это показано на фиг. 4, для формирования электрического соединения с электропроводными элементами 74, как это показано на фиг. 11 и 12. Таким образом, зажимное приспособление 38 обеспечивает заземляющее соединение кабельного ввода 2 с кабелем 4 и одновременно обеспечивает сопротивление вытягивающему усилию, в результате чего конический элемент 28 и втулка 32, используемые в показанном на фиг. 1 – 9 варианте осуществления изобретения становятся не нужными. Это упрощает конструкцию кабельного ввода 2, а также упрощает его монтаж на кабеле 4 ввиду отсутствия необходимости разведения наружу электропроводных элементов 74, и кабельный ввод 2 может быть установлен непосредственно на кабеле 4, как это показано на фиг. 12. Кабельный ввод 2, включающий в себя показанное на фиг. 10 зажимное приспособление 38, показан на фиг. 15.
Кабельный ввод 90 согласно второму варианту осуществления изобретения показан на фиг. 14. Кабельный ввод 90 включает в себя первое зажимное приспособление 38, показанное на фиг. 4 – 6 для зажима наружной поверхности кабеля 4, и второе зажимное приспособление 87, показанное на фиг. 4 – 6 или на фиг. 10, для создания электрического соединения с электропроводными элементами 74 кабеля 4. В этом случае конический элемент 28 и втулка 32 кабельного ввода, показанного на фиг. 1, больше не нужны.
Зажимное приспособление 138 согласно третьему варианту осуществления изобретения показано на фиг. 16 – 18, на которых части, общие с вариантами выполнения, показанными на фиг. 3 – 6, обозначены одинаковыми позициями, но увеличенными на 100. Зажимное приспособление 138 имеет первый 164 и второй 166 элементы корпуса c соответствующими торцевыми поверхностями 182 и 184, снабженными зубцами (не показаны) для зацепления второго 14 и третьего 20 корпусных элементов, соответственно (фиг. 1 и 2) и обеспечения относительного вращения первого 164 и второго 166 элементов корпуса для поворота зажимных элементов 156 относительно первого 164 и второго 166 элементов корпуса аналогично варианту, показанному на фиг. 3 – 6, между разжатым положением (фиг. 17), в котором кабель (не показан) может быть введен в отверстие 158, ограниченное зажимными элементами 156, и зажатым положением (фиг. 18), в котором зажимные элементы 156 находятся в зацеплении с кабелем, вставленным в отверстие 158.
Первые 164 и второй 166 элементы корпуса выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга в осевом направлении, а резьбовое соединение второго 14 и третьего 20 корпусных элементов кабельного ввода обеспечивает перемещение в осевом направлении первого 164 и второго 166 элементов корпуса навстречу друг к другу из положения, показанного на фиг. 17, в положение, показанное на фиг. 18. Зажимное приспособление 138 включает в себя фиксатор, содержащий первое средство зацепления в виде первой фрикционной поверхности 190 на первом элементе 164 корпуса и второе средство сцепления в виде второй фрикционной поверхности 192 на втором элементе 166 корпуса. Первая фрикционная поверхность 190 отделена в осевом направлении от более узкого участка 194, выполненного на первом элементе 164 корпуса и имеет диаметр, меньший диаметра первой фрикционной поверхности 190. Первый элемент 164 корпуса выполнен с возможностью перемещения в осевом направлении относительно второго элемента 166 корпуса между положением, показанным на фиг. 17а, в котором вторая фрикционная поверхность 192 расположена рядом с более узкой частью 194 и не взаимодействует с первой фрикционной поверхностью 190, что позволяет первому элементу 164 корпуса свободно вращаться относительно второго элемента 166 корпуса; и положением, показанным на фиг. 18а, в котором вторая фрикционная поверхность 192 зацепляется посредством трения с первой фрикционной поверхностью для предотвращения вращения первого корпусного элемента 164 относительно второго корпусного элемента 166. Это, в свою очередь, предотвращает отсоединение зажимных элементов 156 от кабеля.
Представленные варианты осуществления изобретения описаны исключительно в качестве примеров и не ограничиваются ими. Специалистам понятно, что возможны различные изменения и модификации без выхода за объем изобретения, определенный его формулой.