ФИТИНГ ДЛЯ МНОГОЖИЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАБЕЛЯ
FITTING FOR MULTISTRAND ELECTRIC CABLE

Область техники
Настоящее изобретение относится к области фитингов (соединительных муфт) многожильных электрических кабелей и к соединениям электрических кабелей в целом.
Предшествующий уровень техники
Известны многие электрические соединители электрического кабеля и разные конструкции механического соединения электрического кабеля.
Настоящее изобретение призвано решить проблему, часто возникающую при прокладке силовых кабелей, содержащих несколько проводов питания большого сечения, в ограниченных пространствах. Проблема состоит в том, что кабели необходимо сгибать при резких изменениях направления прокладки, часто сразу же на выходе за соединителем, и избегать при этом повреждения кабеля.
Известны электрические соединения электрического кабеля, содержащие фитинг, содержащий изогнутый трубчатый канал, который может состоять из одной или двух оболочек. Для электрических проводов небольшого сечения, в частности менее одного квадратного миллиметра, изогнутый канал можно выполнить в виде двух оболочек из пластического материала. Для крепления силовых электрических кабелей питания, содержащих несколько проводов большого сечения, в частности более одного квадратного миллиметра, используют фитинги, содержащие изогнутый канал из металла. Эти металлические каналы могут входить в состав разъема механического и электрического соединения. Канал предохраняет кабель от внешних механических повреждений (трение, сплющивание, напряжения среза, удары).
Недостатком этих механических соединителей и электрических соединений является то, что они являются тяжелыми, громоздкими, дорогими и неуниверсальными, поскольку для каждого угла изогнутого участка необходимо выбирать соответствующий тип механического соединителя.
Большой вес этих механических соединителей является недостатком, в частности, при использовании в авиации.
Краткое изложение существа изобретения
Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков известных решений и создание механического соединителя для силового электрического многожильного кабеля, позволяющего менять направление проводов кабеля, не действуя на них механическим усилием и не подвергая их опасности повреждения, обеспечивая одновременно индивидуальную прокладку и легкое соединение каждого из этих проводов.
Для этого согласно настоящему изобретению предлагается система фитинга, содержащего центральную деталь, образующую держатель или элемент жесткости, при этом центральный держатель выполнен в виде гибкой трубки, в частности, из силикона, имеющей до сгибания по существу цилиндрическую форму и содержащей несколько канавок, выполненных на ее поверхности, для приема, каждой, кабеля электрического провода, при этом в центральную часть трубки вставлен жесткий стержень, в частности металлический стержень, который можно согнуть таким образом, чтобы центральный держатель образовал изогнутый поворот и чтобы придать проводам электрического кабеля нужное направление на выходе механического соединителя. Этот центральный элемент жесткости с проводами электрического кабеля, уложенными в канавки, может быть соединен с концом цилиндрического элемента, содержащим несколько отверстий для пропускания проводов и для их крепления, а затем покрыт экранирующей оплеткой, одним или несколькими слоями оболочки и наружным защитным, в частности, термоусаживающимся чехлом, и/или может быть оборудован втулкой или резьбовой соединительной деталью и, наконец, может образовать или быть встроенным в электрический соединитель или в соединительный разъем электрического кабеля.
Объектом настоящего изобретения является фитинг для многожильного кабеля, характеризующийся тем, что содержит рифленый в продольном направлении центральный держатель, содержащий гибкую трубку, содержащую несколько продольных канавок, выполненных на расстоянии друг от друга в окружном направлении на поверхности трубки, и усилительный стержень, установленный в осевом направлении в сердцевине трубки и обладающий способностью сгибания.
Предпочтительно, усилительный стержень является жестким металлическим стержнем.
Предпочтительно, трубку выполняют из материала на основе силикона.
Предусмотрено, чтобы трубка имела по существу цилиндрическую геометрическую форму в продольном направлении.
В частности, трубка должна иметь сечение, слегка уменьшающееся в продольном направлении.
Предпочтительно, каждая канавка имеет поперечное сечение в виде дуги окружности с диаметром D. На поверхности трубки каждая канавка имеет устье шириной, меньшей диаметра канавки.
Кроме того, механический соединитель может содержать периферические элементы крепления проводов в канавках, в частности, один или несколько следующих элементов, взятых отдельно или в комбинации:
цилиндрический элемент, содержащий несколько отверстий, выполненных параллельно оси и соответственно продолжающих канавки трубки, или, в альтернативном варианте, барабан, содержащий несколько гнезд, выполненных параллельно оси и соответственно продолжающих канавки трубки. Предпочтительно, осевая часть барабана содержит отверстие крепления усилительного стержня, в частности, резьбовое отверстие для крепления резьбового усилительного стержня; и/или
кольцевую втулку с диаметром, превышающим диаметр трубки; и/или
по меньшей мере, одну экранирующую оплетку; и/или
по меньшей мере, один слой периферической оболочки, нанесенный на провода; и/или
наружный защитный чехол оболочки.
Оболочка может быть термоусаживающейся.
Согласно дополнительному отличительному признаку фитинг содержит деталь механического соединения.
Объектом настоящего изобретения является также электрический соединитель, оборудованный фитингом, в частности электрический соединитель для многожильного электрического кабеля, содержащий такие изогнутые детали механического соединителя и средства электрического соединения.
Объектом настоящего изобретения является также электрический кабель и/или электрическая кабельная магистраль, содержащая, по меньшей мере, один фитинг.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает вид сбоку рифленого центрального держателя фитинга, согласно изобретению;
фиг.2 - общий вид собранного механического соединителя электрического кабеля, согласно изобретению;
фиг.3 - еще один общий вид центрального держателя, где показана рифленая трубка, в которую вставлен усилительный стержень, до пропускания проводов электрического кабеля для образования фитинга, согласно изобретению;
фиг.4 - общий вид фитинга на фиг.3 после пропускания проводов электрического кабеля в рифленую трубку и в отверстия присоединяемого цилиндрического элемента, согласно изобретению;
фиг.5 - общий вид фитинга на фиг.4, вставленного во втулку или деталь механического соединения, согласно изобретению;
фиг.6 - общий вид фитинга на фиг.5, вставленного в защитный чехол, согласно изобретению.
Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
На фиг.1 показана содержащая канавки деталь 1, выполняющая функцию «держателя» или «элемента жесткости» и образующая центральный элемент фитинга в соответствии с настоящим изобретением. Центральный держатель 1 выполнен в виде рифленой в продольном направлении трубки 2 с осью С, в центре которой размещен осевой усилительный стержень 3, при этом всю систему сгибают, придавая изогнутую форму центральному держателю 1 и фитингу.
Канавки 4 центрального держателя позволяют индивидуально укладывать несколько проводов 5 электрического кабеля, в данном случае четыре провода (фиг.2), для крепления и придания им изогнутого направления С согласно изобретению.
В центральный держатель 1 (фиг.2), образующий центральный элемент фитинга 10 в соответствии с настоящим изобретением, вставляют несколько электрических проводов 5, укладывая их в канавки 4, выполненные на его периферии, при этом электрические провода 5 крепят при помощи средств крепления.
В описываемом варианте выполнения (фиг.2) показано, что фитинг 10 оборудован набором факультативных крепежных элементов, содержащих:
барабан 11 или цилиндрический элемент с отверстиями 12, расположенными в продолжении канавок 4 центрального держателя 1 для пропускания электрических проводов 5,
элементы 20 наружного покрытия, включающие
экранирующую оплетку 21 (простую или двойную),
один или несколько слоев 22 периферической оболочки, нанесенных на провода 5, в частности на кабель 6 на выходе 8 фитинга 10, при этом слои оболочки могут закрывать центральный держатель полностью или частично, и/или
защитный чехол 23, предпочтительно перемещающийся скольжением и термоусаживающийся, закрывающий в продольном направлении соединительную часть 13, предпочтительно по длине L центрального держателя 1;
к которым можно добавить втулку (не показана) или деталь 13 механического соединения (фиг.5).
Таким образом, в конечном счете можно получить полный разъем механического и/или электрического соединения, содержащий фитинг 10 в соответствии с настоящим изобретением.
Далее со ссылками на фиг.3-6 следует более подробное описание различных деталей и различных этапов, позволяющих получить фитинг электрического кабеля в соответствии с настоящим изобретением.
Центральный держатель 1 (фиг.3) выполнен в виде относительно гибкой трубки 2, в которую вставляют относительно жесткий усилительный стержень 3, который можно сгибать.
Содержащую канавки трубку 2 предпочтительно выполняют из материала на основе силикона. Для такого выполнения силиконы являются предпочтительными, учитывая их свойства гибкости и электрической изоляции. Кроме того, силикон облегчает формование литьем или экструзией, что позволяет легко получить цилиндрическую форму с канавками 4, которая обеспечивает размещение, обволакивание и схватывание проводов 5. Предпочтительно, трубку выполняют из фторсодержащего силикона, при этом добавление фтора обеспечивает силиконовым материалам стойкость по отношению к применяемым в авиации ГСМ (горючесмазочным материалам), таким как керосин, масла или гидравлические жидкости («skydroll»).
Предпочтительно такая силиконовая трубка защищает электрические провода 5 от механических ударов, сплющивания, напряжений среза, от износа при сгибании провода или при трении и в целом от повреждений.
Предпочтительно, усилительный стержень 3 выполняют в виде гибкого металлического стержня. Например, но не ограничительно, стержень можно выполнять, в частности, из незакаленной гибкой стали, из нержавеющей стали (например, Inox AISI 300 в соответствии с авиационными стандартами), алюминия, титана и т.д.
Стержень 3 можно вставить внутрь трубки 2 перед сгибанием или разместить уже изогнутый стержень в форму перед литьем под давлением материала на основе силикона для непосредственного формования литьем внутри трубки 2.
На внешней поверхности периферии трубки 2 выполняют канавки 4 в продольном направлении L трубки.
Трубка 2 может иметь по существу цилиндрическую форму перед сгибанием и по существу постоянное сечение, полученное, например, при экструзии, или предпочтительно уменьшающееся сечение (слегка конусная форма), полученное, например, путем литья.
Предпочтительно, уменьшающееся сечение позволяет получить первый конец 7, направленный в сторону электрического соединения и имеющий сечение, превышающее сечение второго конца 8, соответствующего выходу кабеля 6, то есть выходу жгута электрических проводов 5.
На уровне первого конца 7 устья канавок 4 и, следовательно, электрические провода 5 отстоят друг от друга, что облегчает их соединение при сохранении нормального расстояния для электрической изоляции, необходимой, в частности, для силовых электрических соединений.
На уровне второго конца 8 устья канавок 4 сходятся и соединяются друг с другом, что предпочтительно позволяет сформировать жгут проводов 5, плотно стянутых на этом втором выходном конце 8 кабеля 6. Предпочтительно, канавки сходятся на втором конце, оставаясь разделенными небольшим промежутком (фиг.1), для прохождения стержня 3. На уровне второго конца 8 донные части канавок 4 могут находиться почти в тангенциальном контакте друг с другом и/или с усилительным стержнем 3, как показано на фиг.1, тогда как на первом конце 7 канавки 4 находятся на расстоянии от соседних канавок и от центрального усилительного стержня 3.
В варианте выполнения, показанном на фиг.1-6, трубка 2 слегка уменьшающегося сечения обрезана по длине L, необходимой для выполнения изогнутого поворота электрических проводов 5 с допустимой степенью кривизны.
На фиг.1-6 трубка 2 содержит изогнутые канавки 4, вписанные в плоскость и параллельные направляющей осевой кривой С трубки 2, физически образованной изогнутым усилительным стержнем 3.
В альтернативном варианте канавки могут закручиваться в виде спиралей (не показаны) вдоль направления трубки и частично перекрывать друг друга, что облегчает скручивание в прядь электрических проводов.
Поперечное сечение канавок предпочтительно имеет форму дуги окружности, что позволяет легко вставлять и охватывать оболочкой провода 5 круглого сечения для их крепления.
Каждый из электрических проводов 5 (фиг.4) вставляют в центральный держатель 1 через наружное отверстие канавки 4 и пропускают внутрь канавки 4.
Предпочтительно, на поверхности трубки 2 канавки 4 имеют устье шириной Е, меньшей их диаметра D (или максимального поперечного размера канавки), что позволяет удерживать провода 5 внутри канавки.
Кроме того, как показано на фиг.4, для неподвижного крепления проводов 5 в канавках 4 предусмотрена установка барабана 11, содержащего гнезда, выполненные параллельно оси в продолжении канавок. Барабан 11 выполнен просто в виде диска или в целом в виде цилиндрического элемента, содержащего отверстия 12, выполненные параллельно оси элемента 11 и расположенные в продолжении канавок 4 трубки 2 центрального держателя 1 фитинга 10. В альтернативном варианте барабан можно выполнить в виде колеса или детали в форме звездочки, которая содержит центральную ступицу и лучи вокруг выемок в виде люльки (закругленная вогнутая форма в виде впадины, полукруга, участка круга или цилиндра) для прокладки кабелей параллельно оси.
Предпочтительно, осевая часть барабана содержит гладкое или предпочтительно резьбовое осевое отверстие (не показано) для крепления и стопорения осевого усилительного стержня. Эта точка крепления позволяет удерживать стержень и окончательно его застопорить в угловом положении изогнутого поворота и удерживать кабель в этом положении.
Барабан может быть выполнен из стали, в частности из нержавеющей стали, алюминия, титана, меди или, в альтернативном варианте, из термореактивного пластика, в частности из полиэфирэфиркетона (PEEK).
Цилиндрический элемент 11 (фиг.4), имеющий форму барабана или фильеры, устанавливают на конце 7 рифленого держателя 1 и надевают на провода 5 электрического кабеля 6, при этом каждый провод 5 проходит через соответствующее отверстие 12.
Предпочтительно, отверстия 12 цилиндрического элемента 11 неподвижно удерживают провода 5, не давая им выйти из канавок 4 держателя 1. На фиг.4 показано расположение цилиндрического элемента 11 для пропускания проводов 5 в продолжении рифленого держателя 1 фитинга в соответствии с настоящим изобретением. Такое расположение предпочтительно позволяет комбинировать радиальное введение проводов 5 в канавки 4 с креплением проводов 5 путем осевого поступательного перемещения цилиндрического элемента 11, за счет чего эта система сама обеспечивает неподвижное крепление проводов 5 без внешней оболочки 20.
В альтернативном или дополнительном варианте провода 5 можно удерживать в канавках 4 при помощи кольцевой втулки (не показана), которая имеет диаметр, превышающий диаметр трубки 2, и которую перемещают скольжением на центральном держателе 1 после введения проводов 5 электрического кабеля для их стягивания.
Систему фитинга 10, образованную центральным держателем 1, содержащим провода 5 электрического кабеля 6, можно закрыть, в частности, экранирующей и/или усилительной оплеткой 21 перед установкой втулки для удержания оплетки 21.
На фиг.5 показан вариант выполнения, в котором фитинг оборудован деталью 13 механического соединения трубчатой формы. Деталь 13 надевают на систему фитинга 10, образованную центральным держателем 1 и цилиндрическим элементом 11 с отверстиями, в которые вставляют электрические провода 5.
Предпочтительно, деталь 13 механического соединения выполняют из металлического материала для соединения между экранирующей оплеткой и металлической наружной цилиндрической стенкой электрического соединителя, соединенной с массой.
Деталь 13 (фиг.5 и 6) механического соединения предпочтительно является круглой и/или цилиндрической, по меньшей мере, частично. Предпочтительно, соединительная деталь 13 содержит внутреннюю или наружную резьбу или другое средство соединения (байонет и т.д.).
Предпочтительно, соединительная деталь 13 позволяет неподвижно соединять фитинг 10 с оболочкой или наружным защитным чехлом. Она позволяет также осуществлять крепление фитинга 10 с электрическим соединителем или с цоколем для образования электрического разъема или полного электрического соединения.
Для окончательного стопорения всех деталей фитинга 10 (во вращении и в поступательном движении) и обеспечения полной электрической изоляции фитинга предпочтительно его покрывают наружной изолирующей оболочкой, в частности, из синтетического полимерного материала.
Наружная оболочка 20 может содержать один или несколько слоев 21, 22 оболочки, а также, в случае необходимости, защитный чехол 23.
Согласно примеру, оболочка 22 (фиг.2) закрывает жгут проводов 5 электрического кабеля 6, выходящий из второго выходного конца 8 кабеля, противоположного первому концу 7, на котором осуществляют механическое соединение, а также электрические соединения. Жгут электрических проводов 5 кабеля можно закрыть одним или несколькими слоями 22 оболочки, нанесенными путем экструзии, или охватить термоусаживающейся трубчатой оболочкой 22.
Такая оболочка 22 может закрывать только жгут электрических проводов 5 (скрученных в прядь или нет) (фиг.2) и/или всю систему элементов 1-6 фитинга 10 в соответствии с настоящим изобретением. Оболочка 22 может состоять, в частности, из одного или нескольких слоев армированной, простой или двойной оплетки.
Систему элементов фитинга 10 (факультативно: держатель 1 с канавками, провода 5/полый цилиндрический барабан 11/втулка/соединительная деталь 13 и оболочка 22) предпочтительно вставляют в наружный защитный чехол 23.
Защитный чехол 23 может оставлять механической соединительной детали 13 свободу вращения. Предпочтительно защитный чехол 23 является термоусаживающимся чехлом. Чехол 23 надевают на кабель 6 перед соединением элементов 1-5 фитинга 10 и завинчиванием резьбовой соединительной детали 13. Защитный чехол 23 подвергают усадке под действием тепла после размещения электрических проводов 5 со всеми элементами фитинга 10 и, в частности, после завинчивания детали 13 механического соединения.
Таким образом, предпочтительно все элементы 1-13 фитинга 10, в частности провода 5 электрического кабеля 6 и деталь 13 механического соединения, полностью стопорят во вращении и в поступательном движении.
Предпочтительно, оболочка 20 обеспечивает механическую защиту от износа и повреждений.
В целом конструкция фитинга 10 с центральной гибкой трубкой 2 в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает защиту от механических ударов и, в частности, от сплющивания или напряжения среза электрического кабеля, обеспечивая при этом плавную и равномерную кривизну С электрических проводов 5, предупреждающую их разрыв и разъединение электрического соединения.
Предпочтительно изогнутый металлический усилительный стержень 3 центрального держателя 1 обеспечивает центральному держателю точку крепления и жесткость, что позволяет зафиксировать направление С электрических проводов.
Настоящее изобретение, прежде всего, интересно тем, что обеспечивает сохранение угла направления проводов 5 электрического кабеля 6 на выходе фитинга 10, которое сама оболочка не может обеспечить, особенно в силовых электрических кабелях 6, содержащих несколько проводов 5 питания большого сечения.
Изобретение применяется, в частности, для прокладки силовых электрических кабелей в ограниченных пространствах, в которых кабели могут сгибаться при резком изменении направления, иногда сразу же на выходе соединительных разъемов, и одновременно для их полной защиты от возможных повреждений.
В частности, изобретение применяется для прокладки силовой кабельной магистрали внутри летательных аппаратов, например, кабелей питания электрического оборудования двигателей или силовой электропроводки для устройств реверса тяги газотурбинных двигателей.