Спиральный кабель управления движущихся относительно одна одной частей транспортных средств

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПИРАЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ОДНА ОДНОЙ ЧАСТЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ(71) Заявитель Производственно-коммерческая коллективная фирма Автокомплект ЛТД(73) Патентообладатель Производственнокоммерческая коллективная фирма Автокомплект ЛТД(57) 1. Спиральный кабель управления движущихся относительно одна одной частей транспортных средств,который содержит расположенные в гибкой оболочке электроизолированные токопроводящие жилы и имеет спиральный участок в средней части и прямолинейные на концах, отличающийся тем, что токопроводящие жилы расположены в оболочке с возможностью передвижения одна относительно другой, причем на поверхность жил нанесена смазка. 2. Спиральный кабель по п. 1, отличающийся тем, что смазка является твердой смазкой, выбранной отдельно или в смеси из группы, которая включает гексагональный нитрид бора и тальк. 3. Спиральный кабель по одному из пп. 1, 2, отличающийся тем, что количество смазки на один метр кабеля лежит в пределах от 10 до 100 г. 4. Спиральный кабель по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что отношение масс нитрида бора и талька составляет 101. 5. Спиральный кабель по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что 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.(56) 1. Патент Великобритании 104306, МПК 01 7/04. 2. ТУ 16-705.429-86. Кабель управления спиральный, технические условия (прототип). Полезная модель относится к электротехнике, в частности к кабельной технике, и может быть применена для связи между движущимися частями автотранспортных комплексов - в автопоездах, трейлерах и т.п. 168 Известны гибкие кабели, которые содержат скрученные жгуты из изолированных токопроводящих проводов, на которые наложены оплеткихлопчатобумажных лент и неметаллических нитей 1. 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 2. 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. Задачей данной полезной модели является обеспечение резкого уменьшения трения между элементами кабеля и повышение изоляционных свойств проводов в условиях вибрации путем свободного размещения в гибкой оболочке электроизолированных токопроводящих жил и нанесения на их поверхность твердой смазки. Для решения этой задачи в спиральном кабеле управления движущихся относительно одна одной частей транспортных средств, который содержит расположенные в гибкой оболочке электроизолированные токопроводящие жилы и имеет спиральный участок в средней части и прямолинейные участки на концах, токопроводящие жилы расположены 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, полезная модель обеспечивает достижение еще одного технического результата - увеличение электроизоляционных свойств изоляционного слоя каждой жилы и всего кабеля в целом. Причинно-следственная связь между совокупностью признаков полезной модели и результатом состоит в том, что 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. Кроме того, гексагональная модификация нитрида бора имеет очень высокие диэлектрические свойства удельное электрическое сопротивление его составляет 1,71019 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 полезной модели. 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 2 168 фиксация происходит благодаря буртику на конце оболочки, который взаимодействует с буртиком втулки,через которую пропущена концевая часть оболочки. Заявляемая полезная модель 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. Заявляемая полезная модель объясняется чертежами, где на рис. 1 показана схема типового использования полезной модели, на рис. 2 - поперечное сечение кабеля, рис. 3 - вариант соединения кабеля с муфтой вилки. На этих чертежах 1 - спиральный кабель, 2 - гибкая оболочка, 3 - электроизоляционный слой на токопроводящих жилах 4, 5 - частицы твердой смазки, 6 - буртик на конце гибкой оболочки 2, 7 - зажимное устройство, 8 - втулка, 9 - буртик втулки, 10 - муфта. Заявляемый спиральный кабель 1 изготавливают путем натягивания гибкой оболочки 2 на токопроводящие жилы 4, на поверхность которых нанесена смазка 5 в виде порошка. Буртик 6 на конце гибкой оболочки 2 формируют перед ее одеванием на токопроводящие жилы 4 путем локального нагрева термопластичного(полиамид) материала, из которого изготовлена оболочка 2. Втулку 8 со сформированным буртиком 9 одевают на оболочку 2 перед образованием на ее конце буртика 6. Спиральный кабель согласно полезной модели подключают к розеткам (на рис. не показаны), на которые подается сигнал управления, например холодильными установками, расположенными в фуре (рис. 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. Зажимным устройством 7 концы токопроводящих жил 4 с электроизоляционным слоем 3 и гибкой оболочкой 2 фиксируются в муфте 10, которая встроена в металлический корпус (на рисунках не показан) вилки или другого электросоединительного прибора. При зажиме конца спирального 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 заявляемой полезной модели. Испытания проводились согласно требованиям ТУ 16-105.429-86. Результаты испытаний сведены в таблицу 1. Таблица 1 Влияние качественного и количественного состава смазки на механические и электрические свойства кабеляобразца Электроизоляционные свойства жил Пробой изоляции 10 жил Без изменений Количество механических повреждений на 1 м кабеля 67 2 Без изменений 0 Без изменений 0 Без изменений 2 Без изменений 6 Без изменений 0 Без изменений 5 Без изменений 6 Без изменений 3 Без изменений 5 Без изменений 0 Без изменений 20 Пробой изоля 16 ции на 2 жилах 15 14 жил 50 10 тальк 2,8108 650 Без изменений 1 16 7 жил 2,8108 650 Пробой изоля 29 ции 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. 3 168 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 2106. Частоту синусоидальной вибрации изменяли в диапазоне от 10 до 2000 Гц. Амплитуда колебаний - 1 мм. Время испытаний составляло 6 часов. В табл. 2 приведены результаты испытаний. Таблица 2 Влияние одновременного воздействия вибрации и растяжения-сжатия на механические и электроизоляционные свойства кабеля Объект испытаний Прототип Заявляемая полезная модель, 50 жил 14 жил 7 жил Состав и количество смаз- Электроизоляционные ки, г на 1 м кабеля свойства жил Пробой изоляции в 37 жилах 5010 тальк Без изменений 65 15 тальк 5010 тальк Без изменений Без изменений Количество механических повреждений на 1 м кабеля Более 100 повреждений 27 13 4 Примечание механические повреждения см. примечание к табл. 1. 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 деформаций, связанных как с действием вибрации, так и с сжатием и растяжением 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. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 5