Спиральный кабель управления подвижных одна относительно другой частей транспортных средств

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПИРАЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ОДНА ОТНОСИТЕЛЬНО ДРУГОЙ ЧАСТЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ(71) Заявитель Производственно-коммерческая коллективная фирма Автокомплект ЛТД(73) Патентообладатель Производственно-коммерческая коллективная фирма Автокомплект ЛТД(57) 1. Спиральный кабель управления подвижных одна относительно другой частей транспортных средств,содержащий расположенные в гибкой оболочке электроизолированные токопроводящие жилы и твердую порошкообразную смазку, отличающийся тем, что электроизолированные токопроводящие жилы расположены в гибкой оболочке свободно с возможностью передвижения одна относительно другой, а твердая порошкообразная смазка нанесена на поверхность каждой жилы. 2. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен спиральным в средней части и с прямолинейными концами. 3. Кабель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что твердая порошкообразная смазка содержит по меньшей мере гексагональный нитрид бора. 4. Кабель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что твердая порошкообразная смазка содержит по меньшей мере гексагональный нитрид бора и/или тальк. 5. Кабель по п. 1, отличающийся тем, что твердая порошкообразная смазка нанесена в количестве от 10 до 100 г в расчете на один метр длины кабеля. 6. Кабель по п. 4, отличающийся тем, что отношение гексагонального нитрида бора к тальку составляет по массе 101. 7. Кабель по п. 2, отличающийся тем, что на гибкой оболочке со стороны концов прямолинейных участков кабеля выполнен буртик, который взаимодействует с буртиком надетой на оболочку втулки. Изобретение относится к электротехнике, в частности к кабельной технике, и может быть применено как способ связи между движущимися частями автотранспортных комплексов - в автопоездах, трейлерах и т.п. Известны гибкие кабели, которые содержат скрученные жгуты из изолированных токопроводящих проводов, на которые наложены оплетки из хлопчатобумажных лент и неметаллических нитей (патент Великобритании 1048306, МПК 017/04). Недостатком таких кабелей является низкая механическая прочность в условиях вибрации, которая имеет место во время движения автотранспортного средства. При этом разрушается и изоляционный слой проводов, что приводит к их оголению и короткому замыканию. Наиболее близким по функциональному назначению и конструктивному исполнению является спиральный кабель, описанный в ТУ 16-705.429-86 Кабель управления спиральный, технические условия. Согласно ТУ, спиральный кабель содержит изолированные токопроводящие провода, которые скручены в единый жгут вокруг сердечника. Жгут размещен в гибкой оболочке и спиральный кабель с обеих концов имеет прямолинейные участки. Основным недостатком конструктивного исполнения известного кабеля является низкая механическая прочность его элементов, особенно изоляционного слоя токопроводящих проводов в условиях комбинированного воздействия вибрации и сложных деформаций (изгиб-скручивание-растяжение). В месте изгиба такого кабеля его провода деформируются неодинаково провода на вершине петли растягиваются, а в нижней части, наоборот, сжимаются. В этом случае скрутка и фиксация их в жгут только увеличивает вероятность разрушения, в частности, изоляционного слоя за счет постоянного трения их друг об друга (под действием вибрации) и сжатия нитью, которая фиксирует скрутку жгута. В основу изобретения поставлена задача в спиральном кабеле управления движущихся одна относительно другой частей транспортных средств путем свободного размещения в гибкой оболочке электроизолированных токопроводящих жил и нанесения на их поверхность твердой смазки обеспечить резкое уменьшение трения между его элементами и повысить изоляционные свойства проводов в условиях вибрации. Для решения этой задачи в спиральном кабеле управления движущихся одна относительно другой частей транспортных средств, который содержит расположенные в гибкой оболочке электроизолированные токопроводящие жилы и имеет спиральный участок в средней части и прямоугольные участки на концах, токопроводящие жилы располагаются в оболочке с возможностью передвижения одна относительно другой,причем на поверхность жил нанесена смазка. Смазка при этом является твердой и выбрана отдельно или в смеси из группы, которая включает гексагональный нитрид бора и тальк. Оптимальное количество смазки (в граммах) на один метр кабеля находится в пределах от 10 до 100, отношение нитрида бора к тальку составляет (по массе) 101. Кроме того, на концах прямолинейных участков кабеля гибкая оболочка выполнена с буртиком, который взаимодействует с буртиком дополнительно наложенной на гибкую оболочку втулки,расположенной в приконцевой зоне гибкой оболочки. Кроме указанного технического результата - резкого уменьшения трения между токопроводящими жилами и между жилами и оболочкой, изобретение обеспечивает достижение еще одного технического результата - увеличение электроизоляционных свойств изоляционного слоя каждой жилы и всего кабеля в целом. Причинно-следственная связь между совокупностью признаков изобретения и результатом состоит в следующем. 1. В гибкой оболочке токопроводящие жилы расположены свободно, с возможностью передвижения одна относительно другой. Поэтому при растягивании спирального кабеля жилы, благодаря возможности передвижения одна относительно другой, занимают во внутреннем пространстве оболочки, в частности в зоне вершины петли, положения с наибольшим из возможных радиусов изгиба. Такому положению способствует наличие на поверхности жилы твердой смазки, которая существенно уменьшает коэффициент трения между жилами и внутренней поверхностью гибкой оболочки. А уменьшение коэффициента трения между жилами и между жилами и внутренней поверхностью гибкой оболочки значительно уменьшает вероятность разрушения электроизоляционного слоя токопроводящих жил. 2. Гексагональный нитрид бора, как и тальк, является известной смазкой. Его кристаллическая структура обуславливает легкость скольжения одного слоя вещества относительно другого. Поэтому во время работы кабеля, когда на него действует вибрация и сам он подвергается растяжению и сдавливанию, порошкообразный нитрид бора (основная форма существования) постоянно намазывается на поверхность изоляционного материала жилы, покрывая его сплошным слоем. 2 4561 1 Кроме того, гексагональная модификация нитрида бора имеет очень высокие электрические свойства - удельное электрическое сопротивление его составляет 1,710 19 мкОмсм - значительно выше, чем материала изоляции токопроводящей жилы - полиэтилена высокой плотности (1012 мкОмсм). Поэтому введение нитрида бора на поверхность жилы вызывает одновременно двойной эффект - эффект смазки между жилами и эффект значительного повышения электроизоляционных свойств. 3. Признаки по пп. 3 и 4 являются производными от признаков предыдущих пунктов и характеризуют преимущественные варианты изобретения. 4. Признаки п. 5 находятся в причинной связи с отличительными признаками п. 1 свободное размещение в оболочке токопроводящих жил обуславливает необходимость фиксации самой гибкой оболочки между соединительными электрическими приборами (вилками) на концах прямолинейных участков кабеля. Такая фиксация происходит благодаря буртику на конце оболочки, который взаимодействует с буртиком втулки, через которую пропущена концевая часть оболочки. Заявляемое изобретение характеризуется еще одной технической особенностью - благодаря размещению жил в оболочке без сердечника и фиксирующих навивку нитей и пленок количество токопроводящих жил при неизменных размерах диаметра оболочки и жил увеличивается. А это увеличивает коммутационные особенности всего кабеля. Заявляемое изобретение объясняется иллюстрациями, где на фиг. 1 показана схема типового использования изобретения, на фиг. 2 - поперечное сечение кабеля, на фиг. 3 - вариант соединения кабеля с муфтой вилки. На фиг. 1 поз. 2 - гибкая оболочка, 3 - электроизоляционный слой на медном проводе 4, 5 - частицы твердой смазки, на фиг. 3 поз. 6 - буртик на конце гибкой оболочки 2, 7 - зажимное устройство, 8 - втулка, 9- буртик втулки. Заявляемый спиральный кабель 1 изготавливают путем натягивания гибкой оболочки 2 на жгут токопроводящих жил 3, на поверхность которых нанесена смазка в виде порошка 5. Буртик 6 на конце оболочки формируют перед ее одеванием на жгут путем локального нагрева термопластичного (полиамид) материала, из которого изготовлена оболочка 2. Втулку 8 с сформированным буртиком 9 одевают на оболочку 2 перед образованием на ее конце буртика 6. Спиральный кабель, согласно изобретению, подключают к розеткам (не показаны), на которые подается сигнал управления, например холодильными установками, расположенными в буфере (фиг. 1). Во время движения автопоезда на спиральный кабель 1 действует вибрация с переменной частотой и амплитудой. Кроме того, на поворотах кабель то растягивается, то сжимается. Зажимом 7 концы токопроводящих жил 4 с изоляционным слоем 3, гибкой оболочки 2 фиксируются в муфте 10, которая встроена в металлический корпус (на иллюстрациях не показан) вилки или другого электросоединительного прибора. При зажиме конца кабеля втулка 8 релаксирует напряжение зажима и при изгибах кабеля увеличивает радиус изгиба, что уменьшает вероятность разрушения оболочки в зоне изгиба. Для определения влияния качественного и количественного состава смазки на механические и электрические свойства кабеля были проведены испытания как прототипа, так и заявляемого изобретения. Испытания проводились согласно требованиям ТУ 16-105.429-86. Результаты испытаний сведены в табл. 1. Для определения влияния на свойства кабеля одновременно вибрации и растяжения-сжатия за основу метода испытаний был взят ГОСТ 20.57.406-81 (метод 103-1.1). Кабель на вибростол устанавливался в сжатом положении (витки параллельно поверхности стола). Растяжение-сжатие производилось с помощью расположенного над вибростолом устройства. Растяжение во всех случаях составляло 300 от длины сложенного кабеля. Количество циклов растяжения-сжатия составляло 210 6 . Частоту синусоидальной вибрации изменяли в диапазоне от 10 до 2000 Гц. Амплитуда колебаний - 1 мм. Час испытаний составлял 6 ч. В табл. 2 приведены результаты испытаний. Как показывают результаты исследований, совместному воздействию вибрации, растяжению-сжатию, изгибам наиболее эффективно противостоит конструкция кабеля, во внешней оболочке которого токопроводящие жилы расположены с возможностью передвижения одна относительно другой. В этом случае имеет место максимальная релаксация деформации от воздействия вибрации, так и сжатию и растяжению кабеля во время движения автотранспортного средства. Таким образом, проведенное испытание подтверждает высокие эксплуатационные свойства заявляемого кабеля. А испытания, результаты которых приведены в табл. 2, отображают практически естественные условия. 4561 1 Таблица 1 Влияние качественного и количественного состава смазки на механические и электрические свойства кабеля Число циклов растяжения-сжатия на длину вк сжатому состоянию. 300 600 Количество механических повреждений на 1 м кабеля. Без изменений Без изменений Без изменений Без изменений Без изменений Без изменений Без изменений Без изменений Без изменений Без изменений Без изменений Пробой изоляции на 2 жилах Без изменений Пробой изоляции на 1 жиле Примечание механические повреждения 1. Уменьшение толщины изоляции на 50 от толщины до проведения испытаний. 2. Трещины на поверхности оболочки. 3. Разрыв жилы. Таблица 2 Влияние одновременного воздействия вибрации и растяжения-сжатия на механические и электроизоляционные свойства кабеля Объект испытаний. Количество механических повреждений на 1 м кабеля. Без изменений Без изменений Примечание механические повреждения см. примечание к табл. 1. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.