Поворотный электрический соединитель

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности работы соединителя, за счет уменьшения трения проводов о поверхности окон. Соединитель содержит поворотное 1 и неподвижное 2 цилиндрические основания, расположенные концентрично. Между основаниями помещены шарнирные цепи, в окнах 8 звеньев 7 которых расположены провода 9, соединенные концами с основаниями 1 и 2. Шарнирные цепи поддерживают ролики 11. Уменьшение трения проводов 9 о поверхности окон 8 достигается введением колеса 18 с внутренним венцом на основании 2, шестерни 19 с наружным венцом на основании 1 и дополнительной шестерни 17 на оси ролика 11, при этом шестерня 17 имеет возможность обкатывания колеса 18 и шестерни 19 и имеет диаметр, равный сумме диаметра ролика 11 и высоты сечения звена шарнирной цепи. Элементы шарнирных соединений выполнены в виде выпуклых и вогнутого полуцилиндров, входящих один в другой, соответственно на вилке и проушине, выполненных на каждом соединяемом звене. Окно 8 для прокладки проводов выполнено в виде прямолинейного осевого канала в звене. На каждом звене со стороны вилки выполнены торцовые выборки для возможности формирования в шарнирной цепи арочных участков при работе устройств, воспринимающих силы инерции вращающихся цепей. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК цр 4 Н 01 R 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

17

12

7Е

7 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭ06РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2 ) 4300268/24-07, 4301125! 24-07, 430 1580/24-07 (22) 03.09.87 (46) 15.07.89. Бюл. И - 26 ,(72) А.И.Баранчук и Е.А,Паращук (53) 621.047.69(088.8) (56) Патент Франции У 2 106714, кл. Н 01 К 39/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

Ф 838838, кл. Н 01 R 39/00, 1979. (54) ПОВОРОТНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СОЕДИНИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение надежности работы соединителя эа счет уменьшения трения приводов о поверхности окон. Соединитель содержит поворотное 1 и неподвижное 2 цилиндрические основания, расположенные концентрично. Между основаниями помещены шарнирные цепи, в окнах

8 звеньев 7 которых расположены провода 9, соединенные концами с основаниями и 2. Шарнирные цепи под„SU„„1494077 A 1

2 держивают ролики 11. Уменьшение трения проводов 9 о поверхности окон 8 достигается введением колеса 18 с внутренним венцом на основании 2, шестерни 19 с наружным венцом на основании 1 и дополнительной шестерни 17 на оси ролика 11, при этом шестерня 17 имеет возможность обкатывания колеса 18 и шестерни 19 и имеет диаметр, равный сумме диаметра ролика 11 и высоты сечения звена шарнирной цепи. Элементы шарнирных соединений выполнены в виде выпуклых и вогнутого полуцилиндров, входящих один в другой, соответственно на вилке и проушине, выполненных на каждом соединяемом звене ° Окно 8 для прокладки проводов выполнено в виде прямолинейного осевого канала в звене. На каждом звене со стороны вилки выполнены торцовые выборки для воэможности формирования в шарнирной цепи арочных у -.астков при работе устройств, воспринимающих силы инерции вращающихся цепей. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

1494077

Изобретение относится к электротехнике, в частности к созданию поворотных электрических соединителей, осуществляющих передачу электричес- 5 ких сигналов от неподвижных объектов к вращающимся °

Цель изобретения — повышение надежности работы за счет уменьшения трения проводов о поверхности окон, исключения скольжения проводов относительно звеньев шарнирных цепей, а также за счет исключения трения звеньев шарнирных цепей о поверхности поворотного основания и роликов. 15

На фиг. 1 показан электрический соединитель, вид сверху; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1. на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 2; на фиг.4 вид по стрелке Б на фиг. 3; на фиг,5 -20 вид по стрелке В на фиг. 4; на фиг.6— арочный участок шарнирной цепи °

Соединитель содержит концентричные цилиндрические поворотное 1 и 25 неподвижное 2 основания, между соответственно выпуклой поверхностью 3 и вогнутой поверхностью 4 которых расположены жестко связанные концами с основаниями гибкие элементы в виде 30 шарнирных цепей 5 и 6, в звеньях 7 которых выполнены окна 8, расположенные поперечно осям шарниров цепей. В окна 8 уложены провода 9. Провода 9 соединены с основаниями 1 и 2 посредством разъемов 1О. Цепи 5 и 6 поддерживают ролики 11. Ролик 11 установлен на шарикоподшипниках 12 в промежуточном основании 13, которое установлено с возможностью вращения в 4р неподвижном основании 2 в шарикоподшипнике 14. Поворотное основание установлено с возможностью вращения в неподвижном основании на подшипнике

15. На оси ролика 16 установлена до- 45 полнительная шестерня 17. На неподвижном основании 2 установлено колесо 18 с внутренним венцом. На поворотном основании 1 установлена шестерня 19 с внешним венцом. Дополнительная шестерня 17 входит в зацепление с колесом 18 и шестерней 19 с возможностью обкатывания шестерни

17 и колеса 18 при вращении поворотного Основания 1 ° Диаметр D делительной окружности дополнительной шестерни 17 равен сумме диаметра d ролика 11 и высоты Н сечения звена 7 шарнирной цепи (фиг. 3).

Каждое звено 7 шарнирной цепи может содержать на одном своем конце вилку 20 (фиг. 5), а на другом проушину 2 1. Проушина 2 1 одного звена входит в вилку 20 смежного с ним звена и шарнирно соединена с этой вилкой. Позициями 22 и 23 на фиг. 5 обозначены оси шарнирного соединения звена со смежными звеньями. Окно 8 для укладки проводов 9 в звене 7 цепи выполнено в виде прямолинейного канала, расположенного по оси симметрии звена, при этом канал лежит в одной плоскости с осями 22 и 23 шарнирного соединения звена со смежными с ним звеньями (фиг. 5).

Шарнирное соединение цепей для каждых смежных вилки 20 и проушины

24 может быть выполнено в виде соосных соответственно выпуклых 24 и вогнутых 25 полуиилиндров (фиг. 4), диаметр которых меньше высоты Н сечения звена 7 шарнирной цепи. На оставшихся частях высоты звеHà 7 со стороны вилки 20 в звене 7 в направлении от плоскости Г, проходящей через диаметры полуцилиндрон вилки 20, выполнены торцовые выборки 26 и 27. Причем глубина Ь, выборки 26 в месте перехода поверхностей полуцилиндров 24 вилки 20 в поверхность 28 контактирования звена 7 с роликами 11 выполнена величиной Ь, = H/2(d p + H) а глубина Ь выборки 27 в месте перехода поверхностей полуцилиндров 24 вилки ?О в поверхность 29 контактирования звена 7 с поворотным основанием 1 выполнена величиной А = 1 х 2 х Н/2(d + H), где 1 — расстояние между осями 22 и 23 шарнирных соединений звена 7, d — диаметр поворот::ого оснсвания 1, Устройство работает следующим образом.

При вращении поворотного оснований 1 с шестерней 19 по направлению стрелки а находящаяся с этой шестерней в зацеплении шестерня 17 будет вращаться в направлении стрелки о ..

Вращение дополнительной шестерни 17 по указанной стрелке приводит к перекатыванию этой шестерни по внутреннему зубчатому венцу шестерни 18 и движению центра шестерни 17 и ролика

11 совместно с промежуточным основанием 13 в направлении стрелки

I фиг. 1) . Перемещающийся в направлении стрелки в ролик увлекает за

14940 7 7

45 собой шарнирную цепь 5 по мере тоге как освобождается (травится) та часть шарнирной цепи, которая соприкасается с поворотным основанием 1. Поскольку в устройстве выполнено соотношение

D = dp + Н, закон изменения скорости центра сечения звена шарнирной цепи

5,6 гибкого элемента при его переходе с выпуклой цилиндрической поверхности 1р

3 поворотного основания на вогнутую цилиндрическую поверхность 4 неподвижного основания будет идентичен закону скорости в точке., лежащей на делительной окружности зубчатого про- 15 филя шестерни 17. Так как центр сечения провода 9 совпадает с центром сечения звена, то указанное выше равенство законов будет наблюдаться и для совокупности провод 9 — колесо 2р

17. Следовательно, по мере того как точки колеса 17, расположенные на его делительной окружности, будут приходить в соприкосновение с точками, расположенными на делительных 25 окружностях зубчатых колес 18 и 19, с приравниванием скоростей этих точек нулю (относительно поворотного и неподвижного оснований), по мере этого будет происходит переход цент- 3р ра сечения провода 9 с поворотного основания на неподвижное и наоборот, с неподвижного основания на поворотное, причем указанный переход не будет сопровождаться перемещением центра провода относительно центра звена 7 в направлении вращения и противоположном ему направлении.

В процессе работы устройства будет пРоисходить изгибание проводов 4О

9, расположенных в звенях шарнирных цепей на угол о . Однако такое изгибание не будет оказывать влияния на степень идентичности или совпадения законов изменения скорости центра сечения гибкого элемента закону изменения скорости в точке, лежащей на делительной окружности зубчатого про1филя шестерни 17, так как в таком изгибании будет находиться постоянная часть длины провода, величина которой зависит от угла охвата ролика гибким элементом и отношения длины гибкого элемента к диаметру делительной окружности шестерни 17, которые постоянны для конструкции, В процессе работы устройства будет происходить сжатие стороны р части провода, расположенной между звеньями 7 по одну сторону от осеи

22 и 23 шарниров, соединяющих собой звенья, и растяжение стороны k части провода, расположенной между звеньями по другую сторону от оси упомянутых шарниров (фиг.4,6). Растяжение одной части компенсируется сжатием другой части, в связи с чем смещения центра сечения провода относительно оси 22 и 23 шарниров, соединяющих собой звенья 7, не происходит.

Не происходит поэтому перемещения проводов относительно звеньев 7.

Выполнение каждого элемента шарнирной цепи в виде вилки и соединенной с ней проушины позволяет разместить канал, предназначенный для укладки провода, внутри этого элемента.

В свою очередь размещение упомянутого канала внутри этого элемента позволяет обеспечить пересечение в одной плоскости оси канала с осями враще1 ния данного элемента относительно смежных элементов и, таким образом, исключить несовпадение центра изгиба гибкого элемента (оси шарнира) с центром изгиба сечения провода, что исключает образование проводами гофров, возможность их трения друг о друга и о шарнирную цепь, повышает надежность работы устройства.

Выполнение канала, предназначенного для укладки провода, прямолинейным позволяет исключить перегиб проводов в местах их прохождения в упомянутых каналах (поскольку каждое звено гибкого элемента является жестким и со всех сторон охватывает провод), а также привести к минимуму перегиб проводов в местах стыков каналов, между смежными звеньями, так как в противном случае (например, в известном устройстве при выполнении каналов расположенными по дугам радиусов, центры которых расположены на осях роликов или поворотного или неподвижного оснований) хотя и приводится к нулю перегиб ровода при расположении гибкого элеента по одной из упомянутых дуг (например, по дуге радиуса, центр оторого расположен на оси ролика), все же увеличивает упомянутый перегиб при расположении гибкого элемента по остальным из указанных дуг (например, по дуге с радиусами в центре поворотного или неподвижного основания) и к тому же уменьшает

1494077

На фиг. 6 показан для примера арочный участок цепи, на ролике для пояснения вывода соотношений для получения величин выборок 6, и Ь, Так как ось 22 шарнира совпадает с осью прямолинейного канала — окна под провод, проходящей в середине сечения звена, то

1/2

tgk

d /2+Н/2

35 отсюда

1 1/2(a + Н)

Аналогичен вывод и для Ь . Схема нагружения, приводящая к возникновению арочной конструкции наблюдается всякий раз, когда сила инерции от воздействия вращающихся масс при изменении направления их враще- 45 ния превосходит по своему значению силу трения в элементах и звеньях механизма. При этом сила инерции от поворотного основания будет восприниматься объектом, на котором установлено поворотное основание, а следовательно, на шарнирную цепь воздействия оказывать не будет, Сила инерции от промежуточного основания будет передаваться дополнительной шес55 терней на поворотное основание, а лотому на шарнирную цепь оказывать воздействия также не будет. Единственная сила, оказывающая воздействие устойчивость гибкого элемента (поскольку криволинейному каналу в звене цепи должна соответствовать криволинейность формы этого звена), приводит к образованию гибким элементом гофров при переходе с одной поверхности на. другую.

Выполнение в звеньях шарнирных цепей указанных выборок 2б и 27 позволяет обеспечить опирание поверхностями выборок смежных звеньев шарнирной цепи друг о друга с одновременным формированием гибкой шарнир-. ной цепью (в месте ее контактирова- 15 ния с выпуклой цилиндрической поверх. ностью поворотного основания 1 или ролика 11) арочного участка (фиг.б), состоящего из опирающихся друг о друга поверхностями выборок звеньев 20 шарнирной цепи, причем звенья оказываются загруженными растягивающи- . ми усилиями со стороны, в которой расположены шарниры, соединяющие собой звенья шарнирной цепи, 25 на шарнирную цепь — сила инерции вращающейся массы самой шарнирной цепи.

В этом случае выпуклые цилиндрические поверхности поворотного основания и роликов перестают воспринимать инерционную нагрузку от вращающейся массы шарнирной цепи, которая ввиду образования упомянутой арочной конструкции в процессе вращения воспринимает упомянутую нагрузку сама на себя, что исключает трение о поверхности поворотного основания и роликов не только проводов, но также и звеньев шарнирной цепи, что повышает надежность работы устройства по сравнению с прототипом.

Формула и э о б р е т е н и я

1. Поворотный электрический соединитель, содержащий концентричные цилиндрические поворотное и неподвижное основания, между которыми расположены жестко связанные концами с основаниями гибкие элементы в виде шарнирных цепей, в звеньях которых выполнены окна, расположенные поперечно осям шарниров цепей, в окна уложены провода, цепи поддерживают ролики, установленные в промежуточном основании, соосном с указанными основаниями и установленном с возможностью вращения в неподвижном основании, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет уменьшения трения проводов о поверхности окон, в устройство введены колесо с внутренним венцом, установленное на неподвижном основании соосно с ним, и концентричная колесу шестерня с наружным венцом, установленная на поворотном основании, колесо и шестерня находятся в зацеплении с введенной дополнительной шестерней, которая установлена на оси одного из поддерживающих роликов с возможностью обкатывания указанных шестерни и колеса при вращении поворотного основания, при этом диаметр D делительной окружности дополнительной шестерни равен сумме диаметра d ролика и высоты Н сечения звена шарнирной цепи.

2, Соединитель по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью дальнейшего повышения надежности работы за счет исключения скольже 1494077 ния проводов относительно звеньв шарнирных цепей, каждое звено шарнирной цепи содержит на одном своем конце вилку, а на другом — проушину, проушина одного звена входит в вилку смежного с ним звена и шарнирно соединена с этой вилкой, при этом окно для укладки проводов в звене цепи выполнено в виде прямолинейного кана- 1О ла, расположенного по оси симметрии звена, и канал лежит в одной плоскости с осями шарнирного соединения звена со смежными с ним звеньями.

3. Соединитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет исключения трения звеньев шарнирных цепей о поверхности пово ротного основания и роликов, шарнирное соединение цепей для каждых смежных вилки и проушины выполнено в виде соосных соответственно выпуклых и вогнутых полуцилиндров, диаметр которых меньше высоты Н сечения звена шарнирной цепи, при этом на оставшихся частях высоты звена со стороны вилки в звене в направлении от плоскости, проходящей через диаметры полуцилиндров вилки, выполнены торцовые выборки, причем глубина 6, выборки в месте перехода поверхностей полуцилиндров вилки в поверхность контактирования звена с роликами выполнена величиной 6< 1 х х Н/2(d + H), а глубина Ь выборки

Г в месте перехода поверхностей полу" цилиндров вилки в поверхность контактирования звена с поворотным основанием выполнена величиной А<

1 ° Н/2(d + Н1, где 1 — расстояние между осями шарнирных соединений звена d — диаметр поворотного осэ о нования.

1494077

1494077 диРВ

20

Фиг. 6

Составитель М.Кузнецова

Техред М. Дидык Корректор М.Самборская

Редактор М.Андрушенко

Заказ 4119/49 Тирам 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и .открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101