УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОКЛАДКИ КАБЕЛЬНОГО ЖГУТА С НЕПОДВИЖНОЙ ЧАСТИ КОНСТРУКЦИИ НА ПОДВИЖНУЮ
APPARATUS FOR LAYING BUNDLED CABLE HAVING FIXED PART OF STRUCTURE ON MOVABLE PART

Изобретение относится к устройствам для прокладки электрических кабелей или проводов между неподвижной и подвижной частями элементов конструкции и может быть использовано в авиации, а именно, для бережной эксплуатации кабельных жгутов в ограниченном пространстве между неподвижной и подвижной частями систем и устройств.
Известны различные устройства для прокладки электрических кабелей или проводов между подвижной и неподвижной частями конструкции (патент Великобритания GB 1407022, 1975 г., патент США US 3647936, 1972 г., заявка Японии JP 2009220221, 2009 г., заявка Германии DE 102008007071, 2009 г.).
Данные устройства не предназначены для прокладки электрического кабеля на продольно перемещающуюся подвижную часть (например, самолета) и не обеспечивают эксплуатацию устройств без касания петель кабеля при перемещении частей конструкции.
Известно устройство гибкого токоподвода к подвижному объекту, в котором полый накопитель кабеля, соединенный с подвижным объектом и имеющий конусообразные опоры качения, установленные с возможностью перемещения по полкам монорельса, образован двумя одинаковыми Г-образными профилями. Опоры кареток, несущие кабель, выполнены в виде роликов, установленных с возможностью непосредственного взаимодействия с полками монорельса, а конусообразные опоры качения накопителя выполнены со сферической боковой поверхностью и установлены на вертикальных осях непосредственно на поворотных упорах (патент РФ на изобретение №2054777, H02G 11/00, 1996 г.).
При работе данного устройства складывание кабеля в петли происходит в ограниченном пространстве, что приводит к периодическому трению оболочек кабеля друг по другу и к преждевременному износу кабеля.
Известно устройство, описанное в авторском свидетельстве СССР SU 783900, 1978 г., содержащее нижнее и верхнее основания, несущий элемент для кабелей и шлангов. На нижнем основании на роликах установлен гибкий несущий элемент в виде ленты из ферромагнитного материала, на которой расположены кабели и шланги, закрепленные скобами. На верхнем основании в зоне перемещения установлен постоянный магнит. Один конец кабелей или шлангов отогнут по радиусу под углом 180° к другому и жестко прикреплен к верхнему основанию. Перемещение подвижной части устройства по направляющим вызывает перемещение ленты с кабелями и шлангами по роликам нижнего основания. Верхняя ветвь ленты с кабелями и шлангами при перемещении нижней входит в контакт с магнитом и удерживается силами магнитного поля в верхнем положении. Перемещение потребителя в обратном направлении приводит к раскреплению верхней ветви ленты и перемещению ее за потребителем в обратном направлении.
Недостаток данной конструкции заключается в том, что нижняя ветвь ленты с кабелями и шлангами перемещается по роликам, в результате чего между лентой и роликами возникает трение, износ их поверхностей, дополнительные затраты энергии, снижается долговечность и надежность работы устройства. Кроме того, при перемещении подвижной части в обратном направлении для освобождения верхней ветви ленты требуется преодолевать усилие, создаваемое постоянным магнитом.
Ближайшим аналогом заявленного устройство для подвода энергопитания на подвижную часть конструкции содержащее нижнее и верхнее основания, кабеленесущий элемент, один конец которого жестко закреплен на подвижной части, а другой - на одном из оснований, и механизм для фиксации. Кабеленесущий элемент выполнен в виде последовательно расположенных звеньев с отверстиями под кабель, установленных между звеньями распорных трубок и проходящих через распорные трубки тросов с расположенными на одних концах механизмами натяжения для закрепления их на нижнем основании, при этом другие концы тросов закреплены на подвижной части конструкции. Механизм фиксации кабеленесущего элемента выполнен, по крайней мере, в виде двух ветвей пружинной проволоки, проходящей через отверстия, выполненные для нее в звеньях кабеленесущего элемента, и закрепленной одними концами на верхнем основании, а другими - на нижнем (патент РФ №2266599, Н02G 11/00, 2005).
Конструкция устройства достаточно сложна из-за наличия большого количества звеньев с отверстиями для прохода кабеля, а также специального механизма фиксации кабеленесущего элемента в виде двух ветвей пружинной проволоки. Постоянный изгиб кабеля на 180° может привести к нарушению его изоляции и преждевременному износу.
Задачей изобретения является повышение надежности работы устройства с обеспечением сохранности кабельных жгутов при эксплуатации, при этом при продольном перемещении подвижной части конструкции относительно неподвижной необходимо обеспечить перемещение кабельных жгутов в условиях ограниченного пространства, занимаемого жгутами по высоте, т.е. чтобы жгуты не подвергались провисанию и не задевали за элементы конструкции, препятствуя их перемещению.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для прокладки кабельного жгута с неподвижной на подвижную часть конструкции состоит из двух частей: стационарной части, которая содержит корпус с закрепленными на нем двумя направляющими, например, трубками, и, по меньшей мере один электрический разъем, и которая предназначена для установки на неподвижную часть конструкции, например самолета, и перемещаемой части, обеспечивающей перемещение кабельных жгутов, идущих от электрических разъемов к электрическим устройствам подвижной части конструкции, в частности, каретки с закрепленными на ней электрическими устройствами.
Перемещаемая часть заявленного устройства образована попарно соединенными кронштейнами, каждый из которых до их соединения ступенчатым болтом установлен на двух втулках скольжения, для обеспечения их перемещения по двум направляющим трубкам, причем втулки скольжения выполнены с буртиком, располагаемым между попарно соединенными кронштейнами. Попарно соединенные кронштейны, осуществляющие свободное продольное перемещение по направляющим, взаимодействуют с элементами втулок скольжения (наружной поверхностью и буртиками) с зазорами, обеспечивающими компенсирование непараллельности осей направляющих трубок установленных на стационарной части устройства. Каждая пара соединенных между собой кронштейнов размещена на равном расстоянии друг от друга (отделена друг от друга) за счет установки между ними пружин сжатия, центрирующихся на втулках скольжения.
Перемещаемая часть устройства - попарно соединенные кронштейны продольного перемещения с закрепленными на них кабельными жгутами, перемещается при перемещении каретки с электрическими устройствами неподвижной части конструкции (например, самолета). Движение каретки производится электрическим или ручным приводом, связанным с кареткой.
Для синхронизации процесса перемещения гибких кабельных жгутов, размещенных на перемещаемой части заявленного устройства, и подвижной каретки с электрическими устройствами, пара кронштейнов наиболее удаленная от электрических разъемов, расположенных на стационарной части заявленного устройства, соединена с кареткой посредством толкателя.
Каждый из попарно соединенных кронштейнов, свободно скользящих по направляющим стационарной части устройства, содержит, по крайней мере, по два узла крепления кабельных жгутов, например, для внешнего и внутреннего жгутов, причем, узлы крепления кабельного жгута установлены на каждой проушине кронштейнов с возможностью свободного вращения этих узлов вокруг осей, перпендикулярных разнесенным по высоте параллельным плоскостям изгиба жгутов. Это позволяет каждому зафиксированному в узлах крепления кабельному жгуту в сжатом и в растянутом состояниях за счет его упругих свойств принимать оптимальную форму плоскопараллельной синусоиды разной степени сжатия (в зависимости от положения кронштейнов по длине стационарной части), зоны изгиба кабельных жгутов ограничены минимальным допустимым радиусом изгиба и не имеют моментов перекрытия (касания) друг с другом.
Узлы крепления кабельных жгутов, установленные в проушинах попарно соединенных кронштейнов, состоят из держателей жгутов, прижимных стержней с двумя поперечными канавками и пружинных фиксаторов. Близлежащие проушины на переднем и заднем кронштейне попарно соединенных кронштейнов выполнены на разной высоте относительно друг друга (разнесены по высоте) и разной удаленности от их плоскостей симметрии.
Прижимной стержень выполнен с возможностью его фиксации в держателе пружинным фиксатором в одном из двух положений, причем при верхнем положении прижимного стержня происходит укладка кабельного жгута в посадочное место вращающегося держателя, а при нижнем - фиксация жгута путем его прижима торцом стержня к посадочному месту держателя.
Элементы узла крепления кабельного жгута: держатель и прижимной стержень выполнены из диэлектрика, а втулки скольжения, например, из бронзы.
Техническим результатом от использования изобретения является повышение надежности, ресурса и пожаробезопасности устройства при эксплуатации. Технический результат обеспечивается за счет того, что заявленная конструкция позволяет каждому закрепленному во вращающихся узлах крепления кабельному жгуту в сжатом и в растянутом состояниях принимать оптимальную форму плоскопараллельной синусоиды разной степени сжатия за счет его упругости, при этом зоны изгиба кабельных жгутов ограничены лишь минимальным радиусом изгиба и не имеют моментов перекрытия друг с другом (контакта друг с другом) при продольном движении перемещаемой части устройства относительно стационарной. Заявленное устройство позволяет осуществлять продольное перемещение кабельных жгутов при условии ограниченного пространства, занимаемого жгутами по высоте. Кабельные жгуты не подвергаются провисанию и не задевают за элементы конструкции.
На фиг.1 изображено устройство для прокладки кабельного жгута с неподвижной на подвижную часть конструкции - вид сверху.
На фиг.2 изображено устройство для прокладки кабельного жгута с неподвижной на подвижную часть конструкции - вид в аксонометрии.
Устройство для продольного перемещения кабельного жгута с неподвижной на подвижную часть конструкции, например самолета, состоит из двух частей, а именно: стационарной части с электрическими разъемами, выполненной в виде корпуса 1, закрепленного на неподвижной части конструкции самолета, и перемещаемой части, предназначенной для соединения с подвижной частью конструкции самолета, в частности, с кареткой с закрепленными на ней электрическими устройствами 2 (каретка не является элементом заявленного устройства). На корпусе 1 стационарной части закреплены направляющие 3 перемещаемой части устройства.
Перемещаемая часть заявленного устройства состоит из гибких кабельных жгутов 4 (одного или более) и попарно соединенных кронштейнов 5, на которых закреплены упомянутые кабельные жгуты 4. Перемещаемая часть заявленного устройства, прикрепленная к подвижной части конструкции - каретке, с закрепленными на ней электрическими устройствами 2, установлена с возможностью продольного перемещения по двум направляющим 3 корпуса 1 стационарной части.
Направляющие 3 могут выполняться, например, в виде трубок, закрепленных на корпусе 1 стационарной части заявленного устройства.
Гибкий кабельный жгут 4 (или каждый из жгутов 4) уложен петлеобразно с образованием петель, лежащих в одной плоскости, размещен на части длины стационарной части корпуса 1 устройства и закреплен в узлах крепления 7 попарно соединенных кронштейнов 5. Посредством гибкого кабельного жгута 4 электрическое питание передается от электрических разъемов 13 стационарной части устройства к электрическим устройствам 2, расположенным на подвижной части конструкции самолета - на каретке
На направляющих 3 установлены со свободой продольного перемещения кронштейны 5, попарно соединенные между собой. Каждая пара кронштейнов 5 отделена от другой пары кронштейнов двумя одинаковыми пружинами сжатия 6, каждая из которых охватывает свою направляющую 3. Пружины сжатия 6 обеспечивают расположение каждой пары кронштейнов на равном расстоянии друг от друга. Каждая пара попарно соединенных кронштейнов 5 свободного продольного перемещения содержит, по крайней мере, два узла крепления 7 внешнего и внутреннего кабельных жгутов 4, при этом узлы крепления 7 кабельных жгутов выполнены с возможностью свободного вращения вокруг осей перпендикулярных параллельным плоскостям изгиба жгутов, что позволяет каждому закрепленному в узлах крепления 7 кабельному жгуту 4 в сжатом и в растянутом состояниях принимать оптимальную форму плоскопараллельной синусоиды разной степени сжатия за счет его упругости, а зоны изгиба кабельных жгутов ограничены только минимально допустимым радиусом изгиба и не имеют моментов перекрытия друг с другом, т.е. не касаются друг друга при любом положении кронштейнов по длине корпуса 1 заявленного устройства.
Движение каретки подвижной части конструкции самолета с закрепленными на ней электрическими устройствами 2 осуществляется посредством электрического и/или ручного привода. Движение каретки, через закрепленный на ней толкатель 14, передается непосредственно на самую удаленную от электрических разъемов 13 пару соединенных между собой кронштейнов 5, что приводит в движение все элементы перемещаемой части устройства с кабельными жгутами 4.
Узел крепления 7 кабельного жгута 4 содержит держатель 9 кабельного жгута, установленный с возможностью осевого вращения в каждой проушине попарно соединенных кронштейнов, и прижимной стержень 10, который выполнен с двумя разнесенными по высоте кольцевыми канавками под пружинный фиксатор 11.
Прижимной стержень 10 выполнен с возможностью его фиксации в держателе 9 пружинным фиксатором 11 в одном из двух положений, причем, при верхнем положении прижимного стержня происходит укладка кабельного жгута 4 в посадочное место вращающегося держателя 9, а при нижнем - фиксация жгута 4 путем его прижима торцом стержня к посадочному месту держателя 9.
Близлежащие проушины на переднем и заднем из попарно соединенных кронштейнов 5 выполнены на разной высоте относительно друг друга и разной удаленности от их плоскостей симметрии.
Каждый из попарно соединенных кронштейнов 5, до их соединения между собой ступенчатым болтом, установлен на двух втулках скольжения 12, обеспечивающим их перемещение по двум направляющим 3. Втулка скольжения 12 выполнена с буртиком 8, в который с разных сторон упираются кронштейны при их попарном соединении, т.е. буртик обеспечивает установку попарно соединенных кронштейнов на заданном расстоянии друг от друга. Попарно соединенные кронштейны 5 свободного продольного перемещения взаимодействуют с элементами втулок скольжения (наружные цилиндрические поверхности втулок и боковые поверхности буртиков 8) с зазорами, обеспечивающими компенсирование не параллельности осей направляющих 3 установленных на корпусе 1 стационарной части устройства.
Наружные цилиндрические поверхности втулок 12, скользящих по направляющим 3 имеют посадочные места для фиксации пружинных элементов 6.
Элементы узла крепления кабельного жгута: держатель и прижимной стержень выполнены из диэлектрика, а втулки скольжения, например, из бронзы.
Чтобы организовать крепление петли кабельного жгута 4 равномерно по длине устройства, элементы крепления 7 жгута 4 разделены между собой одинаковыми пружинными элементами 6 (пружины сжатия), одинаково сжимающимися и распрямляющимися при продольном перемещении перемещаемой части устройства в каждом направлении.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Укладка кабельного жгута 4 ведется при крайнем положении перемещаемой части устройства, соответствующему растянутому жгуту 4. При верхних положениях (выдвинутых из держателя 9 до щелчка) прижимных стержней 10 происходит укладка кабельного жгута 4 в посадочные места держателей 9 с обеспечением формы жгута в виде плоской синусоиды (для двух и более жгутов - в виде плоскопараллельных синусоид), далее при нажатии на прижимные стержни 10 до щелчка, последние занимают нижнее положение и фиксируются в нем. При этом происходит фиксация кабельного жгута 4 во вращающемся держателе 9.
При продольном движении перемещаемой части устройства вместе с кабельными жгутами 4 за счет держателей 9, имеющих свободу вращения и поворачивающихся вокруг оси, перпендикулярной параллельным плоскостям изгиба кабельных жгутов 4, упругие и гибкие кабельные жгуты 4 на всем пути их перемещения сохраняют оптимальную форму плоскопараллельных синусоид, имея при этом переменную степень сжатия. Плоскости плоскопараллельных синусоид соседних кабельных жгутов 4 разнесены по высоте и не мешают друг другу.