CN109562905B - 用于至少一个可绕线和可退绕的供应线路的线路引导系统以及旋转引导装置 - Google Patents

Abstract

所提出的用至少一个于沉的线路和/或弯曲刚性的线路(例如用于船舶的岸供电(英语：alternative maritime powe，电力替代系统)的强电流供给线缆)的线路引导系统(600)具有缠绕设备(602)和旋转引导装置(106；206；606)，所述缠绕设备能够围绕旋转轴线(A)旋转并且用于对所述线路(610)进行绕线和退绕，所述旋转引导装置用于将所述线路从第一点(F)引导至能够相对旋转的第二点(R)。所述旋转引导装置示出螺旋形的走向，所述螺旋形的走向具有第一螺旋层(117；257)和第二螺旋层(118；258)，在所述第一螺旋层中，所述线路围绕所述旋转轴线(A)缠绕，在所述第二螺旋层中，所述线路在反方向上缠绕。所述转向弧(119；259)连接所述两个螺旋层。根据本发明，所述旋转引导装置(106；206；606)具有与所述旋转轴线同轴布置的管状的支撑套筒(140；240；640；130；230)，所述支撑套筒用于径向向外地或径向向内地支撑所述螺旋层。此外，设置旋转解耦合件，所述旋转解耦合件能够使支撑在所述支撑套筒上的螺旋层(117；257，118；258)与所述缠绕设备(602)解耦合。

Description

用于至少一个可绕线和可退绕的供应线路的线路引导系统以 及旋转引导装置

技术领域

本发明通常涉及一种用于至少一个可绕线(aufspulbar)和可退绕 (abspulbar)的线路的线路引导系统、以及一种用于两个能够相对于彼此旋转的点之间的线路的旋转引导装置。

本发明尤其涉及一种用于一个或多个线路的线路引导系统，该线路引导系统具有滚筒状的缠绕设备，该缠绕设备用于对线路(例如线缆、软管等)进行绕线和退绕，其中，该缠绕设备可以借助轴围绕旋转轴线旋转。此外，该线路引导系统包括旋转引导装置，该旋转引导装置用于将线路从第一点(通常无法运动的固定点)引导至第二点(即能够相对于第一点旋转的点)，该第二点与能够旋转的缠绕设备抗扭地连接。在此，旋转引导装置具有螺旋形的走向，该螺旋形的走向具有一个或多个第一螺旋层、一个或多个第二螺旋层以及转向弧，在所述第一螺旋层中，线路围绕旋转轴线螺旋状地缠绕，在所述第二螺旋层中，线路与第一螺旋层的旋转方向反向地同样围绕旋转轴线螺旋状地缠绕，所述转向弧将这两个反向缠绕的螺旋层彼此连接，其中，线路在所述转向弧中翻转(umschalgen)。

处于两个螺旋形部段(Trum)之间的带有线路翻转件的特殊螺旋走向能够实现第二点相对于第一点在大旋转角(例如几千度)上的相对旋转，而不需要典型的旋转接头(Drehdurchführung)。因此，例如可以避免用于电线的滑动接触部(Schleifkontakt)和/或用于提供气态或液态介质的软管线路的旋转联接器。

背景技术

这种类型的线路系统已经由德国专利DE 10 2012 110 967已知。该解决方案允许：在没有典型的旋转接头的情况下，借助一个唯一的滚筒对用于不同介质(电流、数据、气体、液体等)并且具有不同直径的多个线路进行绕线和退绕。此外，这种结构方式也节省空间。

为了避免用于线路的典型旋转接头，在这种解决方案的情况下使用一种特别的旋转引导装置，例如根据国际专利申请WO 2011/086198A2，这种特别的旋转引导装置具有带状线路引导装置，该带状线路引导装置按照期望的螺旋形走向引导线路。具有彼此反向的螺旋件(Wendel)或回旋件 (Windung)的并且在其间布置有翻转件的特别的螺旋形走向允许使用连续的线路，也就是说，避免了典型的旋转接头。

根据DE 10 2012 110 967 A1中的原理构造的不同系统由申请人(igus GmbH，D-51147科隆)以商品名“e-spool”销售。这些线路引导系统已经在实践中被证明是可行的。

根据这种类别的或具有所述类型特征的线路引导系统的一种类似示例由EP 2535 303 A1已知。这种系统虽然原则上也能够实现电流供给线路的引导，但是当待引导通过的线路特别沉或具有大的线路横截面时，则实际上存在一些限制。

因此，应用这些上述系统的限制在于：只能使用相对较小的线路直径 (例如最多约20mm)或无法引导具有高比重(单位长度的质量)的线路。

发明内容

因此，本发明的第一任务在于，如此扩展一开始所述类型的线路引导系统和旋转引导装置，使得该线路引导系统和旋转引导装置也能够用于具有大线路横截面的线路或者也能够用于具有高比重的线路。

该任务一方面通过具有本发明技术方案特征的线路引导系统解决，并且独立于此地同样通过具有本发明技术方案特征的旋转引导装置解决。有利的扩展方案由下述说明得出。

在根据本发明这种类别的线路引导系统中，通过如下方式解决第一任务：为了支撑螺旋层，旋转引导装置尤其在径向向外的方向上具有管状的外部支撑套筒，和/或，尤其在径向向内的方向上具有管状的内支撑套筒。在此，支撑套筒与滚筒状的缠绕设备的旋转轴线同轴地布置。在此，根据本发明进一步设置：旋转引导装置具有旋转解耦合(Drehentkopplung)的功能，基于该旋转解耦合的功能，支撑在相应的支撑套筒上的或止挡抵靠在相应的支撑套筒上的螺旋件或螺旋层能够与缠绕设备的旋转解耦合地或独立于缠绕设备的旋转地围绕旋转轴线旋转。换句话说，支撑在支撑套筒上的螺旋件或回旋件应该能够分别独立于滚筒状的缠绕设备的旋转运动地围绕旋转轴线旋转。由此实现，若干的或所有的第一螺旋层或者若干的或所有的第二螺旋层必要时可以参与缠绕设备的旋转，然而，不必强制性地实施相同的旋转运动。

在不对旋转运动相应地进行解耦合的情况下，由于螺旋件的半径在旋转运动过程期间发生改变，所以通过与邻接的构件(例如缠绕设备的驱动轴)的接触会产生非常大的摩擦力。径向向内的情况下将会导致收缩，并且例如由于切向静摩擦力而产生非常高的拉伸应力。实验表明，这种现象尤其在具有大横截面或特别大比重的线路的情况下非常明显。这可能会导致线路被破坏或者期望的旋转运动受阻。在相反的旋转方向上，可能会由于径向向外的张紧(Aufspannen)或卷绕

而产生相应的问题，因为螺旋件或回旋件的直径趋于增大。

由于使用至少一个支撑套筒以及由于该支撑套筒与滚筒状缠绕设备的旋转解耦合，可以至少在径向方向上可靠地避免之前阐述的不期望的载荷，因为显著减小或完全避免了相关的能够相对运动的组件之间所产生的摩擦。

旋转引导装置尤其可以如此实施，使得这种旋转引导装置通过合适的组件在所有空间方向上引导螺旋层。因此，期望的相对旋转运动可以传递到相应的螺旋层和转向弧，而例如不会发生例如由于卷绕而引起的卡住，或者不会发生由于收缩引起的夹紧。

取决于结构方式，仅在内部、外部或两侧需要相应解耦合的径向支撑。这例如取决于线路是否在旋转引导装置中被裸露地(freiliegend)引导，或者在旋转引导装置内部是否使用了合适的线路引导装置。

根据本发明的装置的一个重要优点是：从现在起，根据这种原理(即在没有借助滑动接触部等的典型旋转接头的情况下)，也可以借助滚筒状的缠绕设备对特别沉的线路(例如用于远洋船舶的岸供电的强电流线缆)进行绕线和退绕。

尽管使用了用于对所期望的线路长度进行绕线和退绕的滚筒，同样提出的旋转引导装置也避免了对典型的旋转接头的需求，即使是在沉的线路或大直径的线路的情况下，也就是说，即使是这样的线路现在也可以在两个能够相对于彼此旋转的点之间不间断地通过。

尤其在自由引导的线路的情况下(即没有接收这些线路的线路引导装置、例如能量引导链的情况下)提出一种实施方式：设置一种管状的内部支撑套筒，为了旋转解耦合的目的，该内部支撑套筒借助合适的旋转轴承能够相对于缠绕设备并且尤其围绕该缠绕设备的旋转轴线旋转。

补充地或替代地，可以设置一种管状的外部支撑套筒，为了相对于缠绕设备旋转解耦合的目的，该外部支撑套筒能够借助旋转轴承相对于缠绕设备并且尤其围绕该缠绕设备的旋转轴线旋转。

在一种实施方式中，这两个支撑套筒能够单独地或共同地相对于缠绕设备的旋转自由旋转地或悬浮地(schwimmend)支承。

除了通过合适的旋转轴承(例如借助轴上的滚动轴承)使所设置的支撑套筒能够相对于缠绕设备自由旋转以外，在本发明的范畴内还存在实现旋转解耦合功能的其他结构可能性。支撑套筒例如可以具有多个周向分布的支撑滚轮(类似于滚轮式输送机或滚轮道)，在该支撑滚轮上径向向内或径向向外张紧的螺旋层可以尽可能无摩擦地滚动。

当在旋转引导装置中裸露地引导线路时，则具有能够分别围绕旋转轴线自由旋转的内部支撑套筒和外部支撑套筒的装置尤其是有利的。在此，线路可以根据旋转方向直接抵靠在外部支撑套筒上或内部支撑套筒上并且支撑在那里。反之，如果在附加的线路引导装置(例如适当构型的能量引导链)中引导线路，则提供了如下所述的实现功能上旋转解耦合的其他可能性。

尤其地但非排他性地，在裸露地引导的线路的情况下，设置如下实施方式：旋转引导装置包括围绕旋转轴线弯曲的支撑体，该支撑体用于支撑转向弧。在此，支撑体具有指向圆周方向或切向方向的转向区域，该转向区域尤其匹配于转向弧在螺旋层之间的期望走向——尤其匹配于转向弧的半径。在此，支撑体能够相对于所设置的支撑套筒自由旋转地布置。该支撑体尤其可以以缠绕设备的旋转速度的一半旋转。

优选地，相应的支撑体在径向内部和径向外部的支撑套筒之间能够轴向移动地引导——尤其滑动支承。因此，在保持能够轴向运动的情况下，还限制或阻止了支撑体的不期望的径向运动。

取决于在旋转引导装置内部线路被裸露地引导还是在附加的线路引导装置中引导，支撑体优选至少在其转向区域上(必要时也在所连接的工作面上)具有用于减小摩擦的连续的滑动面。替代地或补充地，为此也可以附加地至少在支撑体的转向区域处设置用于减小摩擦的引导滚轮。

支撑体一方面确保了转向区域中的或彼此反向的螺旋层之间的翻转件中的期望曲率，另一方面确保了足够的距离，以用于避免所述两个螺旋层之间的摩擦。支撑体同样可以用减少或阻止螺旋层的径向向外的张紧或卷绕，并且必要时为此具有附加的引导件。

实现旋转耦合功能的另一种可能性在于：旋转引导装置包括适当构型的线路引导装置，在该线路引导装置中，根据带有翻转件的期望螺旋形走向引导线路。在此，为了根据本发明的旋转解耦合的目的，线路引导装置可以具有适当布置的支撑滚轮，该支撑滚轮例如可以在一个或两个支撑套筒处在运行位置中滚动。

在这种实施方式中，线路引导装置可以实施成具有能够枢转连接的链节的能量引导链。在此，在运行状态中，枢转轴线分别优选相对于旋转轴线尽可能径向地布置。链节分别具有至少一个内侧接板、外侧接板以及两个固定连接的横条。取决于主要存在径向向内的收缩、径向向外的卷绕还是双重效果的情况，为了旋转解耦合的目的，可以设置以下可能性中的一种或两种可能性的组合。一方面，可以在内侧接板中的至少几个上分别设置一个径向指向内部的支撑滚轮。这种支撑滚轮例如通过在内部支撑套筒上滚动或直接在缠绕设备的轴上滚动而使旋转运动解耦合，或避免静摩擦。另一方面，可以类似地在能量引导链的外侧接板中的至少几个上分别设置一个径向指向外部的支撑滚轮。然后这种支撑滚轮尤其可以在径向外部设置的支撑套筒上滚动。在使用具有支撑滚轮的能量引导链的情况下，所设置的支撑套筒的旋转运动原则上是不重要的，也就是说，这种支撑套筒例如可以参与第二点的旋转和/或可以相对于第一点抗扭。

在旋转引导装置内部使用线路引导装置的情况下，这种线路引导装置符合目的地形成了螺旋层的期望走向并且相应地构型用于在很大程度上预给定这种走向。线路引导装置对于其本身而言已经可以减少收缩或张紧的不期望影响。

一种用于形成螺旋形走向的能量引导链的可能的实施方式具有至少一个径向外部接板链(Laschenstrang)，该接板链带有外侧接板，与带有内侧接板的接板链相比，该外侧接板在纵向方向上具有更大的长度。这例如可以按照模块化原则(Baukastenprinzip)通过如下方式实现：在接板链中分别使用镜像对称的或相同的侧接板，然而其中，在较长的外侧接板链中，在两对能够枢转连接的侧接板之间分别设置至少一个附加的中间件。通过中间件的数量可以在纵向方向上调节期望的延长。能量引导链例如同样可以通过附加的中间链而设有多重细分部分，其中，中间件的数量径向向外地增加。

无论线路在旋转引导装置中的所选择的引导如何，都可以设置以下阐述的优选特征。

在一种实施方式中，旋转引导装置在端侧上可以具有盘形的第一法兰。第一点可以位置固定地布置在该第一法兰上。类似地，在旋转引导装置的相对置的端部上可以设有盘形的第二法兰，该第二法兰与滚筒状缠绕设备抗扭地连接。因此，第二点可以布置在该第二法兰上。在此，每个根据本发明设置的支撑套筒能够相对于两个端部法兰自由旋转地布置。盘形法兰用于支撑或用作轴向方向上的止挡件。

为了旋转驱动缠绕设备，尤其可以设置明显的

轴。在这种情况下，根据本发明设置的支撑套筒可以借助合适的旋转轴承(例如滚动轴承)能够自由旋转地支承在已设置的轴上。这自然确保了组件的同轴布置。缠绕设备也可以可旋转地布置在支撑套筒上。

系统的缠绕设备尤其可以实施成滚筒，该滚筒具有螺旋地缠绕在其上的能量引导链，该能量引导链通向线路的可绕线和可退绕的纵向区段。

所提出的线路引导系统的一种特别的特征在于：线路可以连续不间断地实施，更确切地说，线路可以从空间固定的连接点延伸至可退绕的自由端。因此，连续的线路可以具有第一部分区段，该第一部分区段被绕线在缠绕设备上或从缠绕设备上退绕，并且该第一部分区段相应地具有可绕线和可退绕的自由端。线路的具有螺旋形走向的第二区段被接收在旋转引导装置中并且包括线路的位置固定地连接在第一点上的端部。因此，每个引导的线路(在没有旋转连接件的情况下)在滚筒状的缠绕设备上从第一点不间断地经过第二点并且直至可绕线和可退绕的自由端。这尤其在沉的电流供给线缆(例如用于船舶的岸供电的多相强电流线缆)的情况下被证明是有利的。

取决于可绕线的线路长度和线路横截面，根据本发明的线路引导系统通常比根据引言中讨论的现有技术的系统构造得大得多。因此，为了节省空间可以设置，旋转引导装置在轴向方向上看至少部分地布置在滚筒状的缠绕设备的中空圆柱形内部空间的内部。根据缠绕设备的尺寸和/或所需的相对旋转角，旋转引导装置也可以完全被接收在滚筒状的缠绕设备的空腔内。这使得即使在长的移动路径和大的线路横截面的情况下，也能够实现相对紧凑的结构方式。因此，该系统例如可以安放在标准容器中。

所提出的线路引导系统尤其适用于远洋船舶(例如集装箱船舶)在停靠于港口时的岸供电。

此外，本发明涉及一种自身独立于滚筒状的缠绕设备的旋转引导装置。该旋转引导装置包括至少一个线路，该线路在旋转引导装置中从第一点引导至第二点，该第二点能够相对于该第一点围绕旋转轴线相对旋转。在此，旋转引导装置中的至少一个线路具有螺旋形走向，该螺旋形走向具有一个或多个第一螺旋层、一个或多个第二螺旋层以及所述螺旋层之间的转向弧，在所述第一螺旋层中，线路围绕旋转轴线缠绕，在所述第二螺旋层中，线路在反方向上围绕旋转轴线缠绕，所述转向弧连接两个螺旋层。在转向弧中，线路被翻转(umschlagen)或改变其旋转方向。

一种实施方式的特征在于，旋转引导装置具有用于径向向外地支撑螺旋层的管状的外部支撑套筒和用于径向向内地支撑螺旋层的管状的内部支撑套筒，其中，这两个管状的支撑套筒都能够与第二点的旋转解耦合地旋转。

旋转引导装置的一种替代实施方式的特征在于，该旋转引导装置具有用于支撑螺旋层的至少一个管状的支撑套筒，并且，该旋转引导装置包括如下线路引导装置：在该线路引导装置中，线路按照螺旋形的走向被引导，并且，为了通过在至少一个支撑套筒上滚动来进行旋转解耦合，该线路引导装置具有指向径向的支撑滚轮。

至少一个管状的支撑套筒可以抗扭地参与第二点的旋转。支撑套筒可以通过现有构件(例如驱动轴)构造。如上所述，支撑套筒尤其也可以设置成附加构件。也可以设置径向内部支撑套筒和径向外部支撑套筒，其中，这两者中的尤其一个或两个都不旋转解耦合。尤其可以使用用于圆形走向的能量引导链作为线路引导装置，该能量引导链通过相应的支撑滚轮所补充(例如改装)。

在使用线路引导装置的情况下，为了驱动与第二点抗扭的设备——尤其滚筒状的缠绕设备，可以设置能够围绕旋转轴线旋转的轴，线路引导装置的支撑滚轮在该轴上滚动。在这种实施方式中，不需要附加的内部支撑套筒。在此，可以设置管状的外部支撑套筒，线路引导装置的其他指向径向的支撑滚轮在该外部支撑套筒上滚动，或者该外部支撑套筒能够与轴的旋转解耦合地旋转。在后者所提及的情况下，只有径向内部的支撑滚轮设置在线路引导装置上。

该系统和旋转引导装置允许：在其中将多个供应线路、尤其沉的线路或具有大横截面的线路从第一点连续地引导至第二点。

附图说明

下面将在不限制上述一般性描述的情况下根据附图中示出的优选实施方式进一步阐述本发明。在此示出：

图1示出本发明的第一实施例的立体分解图的局部视图，该实施例具有在旋转引导装置中裸露引导的线路；

图2A至2B示出根据图1的旋转引导装置在一个旋转方向上旋转情况下(图2A)和在相反旋转方向上旋转的情况下(图2B)的截面图；

图3A至3B示出对应于图2A至2B中的剖面线A-A或B-B的纵截面，所述纵截面具有相应旋转方向的箭头表示；

图4示出用于线路引导系统的旋转引导装置的另一实施例的立体分解图的局部视图，该旋转引导装置具有在其中引导至少一个线路的线路引导装置；

图5A至5B示出一种能量引导链的优选实施例，该能量引导链例如被用作用于根据图4的旋转引导装置的线路引导装置；

图6示出线路引导系统的立体图，该线路引导系统例如具有用于对多个线路进行绕线和退绕的滚筒状的缠绕设备以及例如根据图1或图4的旋转引导装置；

图7示出一种根据现有技术(由DE 10 2012 110 967A1已知、并非根据本发明)的线路引导系统。

具体实施方式

图7示出一种已知的线路引导系统，该线路引导系统用于可绕线和可退绕的线路(例如电流供给线缆和用于压缩空气或液体的软管)。在图7中通常标为1的线路引导系统包括用于对能量引导链3螺旋地绕线和退绕的滚筒状的缠绕设备2，该能量引导链并行地引导多个线路(未示出)。缠绕设备2借助轴4可旋转地支承并且通过驱动装置5(例如电动机)驱动。轴 4定义旋转轴线A。

能够借助缠绕设备2绕线和退绕的线路不间断地从空间固定的第一点 F经由通常标为6的旋转引导装置延伸至相对更远的第二点R(该第二点能够相对于第一点F旋转)直至缠绕设备2的滚筒上的能量引导链3的自由端E。

为了能够在点F与R之间实现围绕旋转轴线A的、在大旋转角上的相对旋转，在旋转引导装置6中设有带有线路翻转件的螺旋形走向。为此目的构型的线路引导装置(例如根据WO 2011/086198A2)可以预给定或支持这种螺旋形的走向。这种走向具有第一螺旋层7以及轴向相对置的第二螺旋层8，在该第一螺旋层中，所引导的线路围绕轴4的旋转轴线A螺旋线形地缠绕，在该第二螺旋层中，线路引导装置连同引导到其中的线路在相反旋转方向上围绕旋转轴线A缠绕。这两个彼此反向缠绕的、由螺旋件7、 8构成的组通过转向弧9彼此连接并且因此形成能够彼此独立旋转的由回旋件构成的部段。在转向弧9中，所引导的线路从一个旋转方向翻转到相反的旋转方向上。当前，沿螺旋线围绕旋转轴线A在点F、R之间的每个完整旋转(螺旋)或每个部分旋转(部分螺旋)理解为螺旋层7、8，因为止挡件附近的剩余圆周尺寸在点F、R处分别变小。

在图7中作为抓拍示例性示出的螺旋形走向根据点F、R的相对旋转角位置而改变其位置。在缠绕设备2以第二点R相对于第一点F相对旋转的情况下，转向弧9在轴向方向上在相应的点F、R处的端部之间移动，并且螺旋层7、8的组中的相应的螺旋件数量或回旋件数量根据旋转增加或减少。在根据图7的线路引导系统1的功能和结构的其他细节的方面，应该参考涉及这方面的DE 10 2012 110 967A1。

图1中示出旋转引导装置106的一种根据本发明的实施方式。在此为清楚起见，在图1中未示出一些部件——尤其滚筒状的缠绕设备(参见图5)。在图1中，唯一的线路110(例如多相强电流线缆)被裸露地引导，而不存在旋转引导装置106中的线路引导装置或能量引导链。在准备就绪的状态中，线路110根据旋转位置形成围绕旋转轴线A的一个或多个螺旋层117 以及在相反的旋转方向上形成围绕旋转轴线A的一个或多个第二螺旋层 118。螺旋层117、118通过转向弧119彼此连接，在该转向弧中，线路110 被翻转。具有彼此反向的螺旋层117、118和转向弧119的螺旋形走向的功能相应于图7。螺旋层117、118上的完整螺旋的总数预给定最大旋转角(完整螺旋能够实现约600°至720°的旋转角)。优选地，完整螺旋的总数是n≥3。

为了支撑转向弧119，旋转引导装置106具有支撑体120，该支撑体具有基本上指向圆周方向的转向区域121。转向区域121向支撑体120的中心平面倒角并且相应倾斜地合并到侧向的运行面122，该运行面主要指向轴向方向并且其切向面与旋转轴线A相交。

在所示的示例中，支撑体120的转向区域121形成滑动面，该滑动面的形状预给定抵靠在该滑动面上的转向弧119的期望走向。此外，该转向区域确保线路110在转向弧119中的经济性的最小曲率半径。支撑体120 在圆周方向上延伸过270°至近360°之间的角度范围，并且能够围绕旋转轴线A自由旋转地布置。转向区域121和运行面122上的滑动面可以具有减小滑动摩擦的涂层或在摩擦学上优化的材料。替代地或补充地，减小摩擦的工作滚轮可以设置在支撑体120的转向区域121上和/或运行面122上。通过支撑体120，一方面预给定转向弧119的形状并且另一方面确保彼此反向并且相对于彼此旋转的螺旋层117、118彼此轴向地间隔开，从而在两个彼此反向延伸的螺旋层117、118的直接相邻的螺旋件或回旋件之间不产生摩擦。此外，转向区域121和运行面122可以通过适当的倒角防止转向弧 119发生卷绕。

图1还示出中空圆柱形的内部支撑套筒130和中空圆柱形的外部支撑套筒140，它们作为附加构件与轴线A同轴地支承。支撑套筒130、140管状地构造，例如制成由钢板构成的管坯。在此，外部支撑套筒140的直径比内部支撑套筒130的直径大如下量值：该量值略大于线路110的线路直径的两倍，使得——如图3A至3B所示——在中间空间中存在线路110的运动间隙。

在支撑套筒130、140的端部上，旋转引导装置106具有用于轴向支撑线路110的盘状法兰107、108。此外，法兰107、108避免在运行中螺旋层 117、118发生轴向滑动。

根据图2A至3B可以看出旋转引导装置106——尤其根据图1的支撑套筒130、140——的工作方式。在第二点R相对于固定的第一点F沿第一旋转方向旋转时(图2A、3A)，线路110的螺旋形走向径向向内收缩。因此，线路110借助至少几个或必要时所有的螺旋(如图2A至3A中所示) 径向向内地支撑止挡在内部支撑套筒130上。在第二点R相对于空间固定的第一点F在相反的旋转方向上相对旋转时(图2B至3B)，产生相反的效应。在此，螺旋形布置的线路110径向向外地张紧并且支撑止挡在外部支撑套筒140上(图3B)。附加的支撑套筒130、140截挡(auffangen)相应的收缩或张紧，并且因此避免对其他可运动的部分——例如轴(参见图7) 或滚筒(参见图5)——的干扰影响，。

在根据图1和图2A至3B的第一实施例中，内部支撑套筒130和外部支撑套筒140都分别彼此独立，并且能够相对于其他部件——尤其相对于滚筒状的缠绕设备的轴(参见图5或图7)——自由旋转，即与第二点R 的预给定的旋转解耦合。由此，以简单的方式阻止通过图3A或图3B中示出的效应引起的不期望的过载荷。

图4示出根据本发明的旋转引导装置206的一种替代实施例。该实施例与上述实施例的不同之处尤其在于：在旋转引导装置206中，多个线路 (未示出)在附加的线路引导装置250(例如能量引导链)中按照期望的螺旋形走向被引导。通过线路引导装置250，可以接收拉伸载荷和剪切载荷并且避免了它们对线路——尤其对转向弧259周围区域内的线路——的影响。

根据图4的线路引导装置250同样具有一个或多个第一螺旋层257、一个或多个反向延伸的螺旋层258以及连接这些螺旋层的转向弧259。借助线路引导装置250，即使在共同引导多个线路(未示出)的情况下也可以确保所期望的预确定的螺旋走向。此外，为了有利的螺旋走向，线路引导装置 250可以在轴向方向上进行偏置。例如可以将一根据WO 98/31950A1的特别构型用于圆形走向的能量引导链用作线路引导装置250。

在根据图4的实施例中，设置内部支撑套筒230和外部支撑套筒240，所述内部支撑套筒和外部支撑套筒例如可以借助缠绕设备(参见图7)的未示出的轴上的合适的旋转轴承管状地并且与与旋转轴线A同轴地自由旋转地支承。在旋转引导装置206中，内部支撑套筒230补偿线路引导装置250 径向向内的收缩并且外部支撑套筒240补偿线路引导装置250径向向外的张紧。

旋转引导装置206的其他构件在功能上相应于图1中的如下构件：所述构件的附图标记被增大了一百，其中，支撑体220匹配于线路引导装置 250围绕旋转轴线A的曲率半径和转向弧259的曲率半径。总体上，例如对于更多、更长和/或更沉的线路而言，尺寸可以更大。

同样在本发明的范畴内，在使用线路引导装置250的情况下，支撑套筒230、240不会实施自由旋转。在这种情况下，支撑套筒230、240的旋转运动会与第二点R或第一点F的旋转运动耦合，这在特别大的直径的情况下可以在结构上更简单。为了避免由于收缩效应或张紧效应(图3A或图 3B)而引起的有害摩擦，线路的或线路引导装置250的旋转解耦合可以通过构型能量引导链550来实现，该能量引导链在图5A至5B中示例性地示出并且具有指向径向的支撑滚轮551、552。用于支撑套筒230、240的旋转解耦合的这种替代方案可以设置在两侧、径向内部和径向外部，或者部分组合地设置——例如径向内部设有支撑滚轮并且径向外部设有能够自由旋转的支撑套筒。在最后提及的情况中，如果线路引导装置250可以在轴上滚动，则可以省去径向内部的支撑套筒。

根据本发明的能量引导链550(其在图5A至5B中仅示例性地作为小的有代表性的纵向区段示出)为了例如在根据图4的结构中用作线路引导装置而具有多个链553，这些链由模块式系统的零部件构成，所述能量引导链包括侧向接板554和横条555。侧向接板554和横条555通过横条555彼此稳定并且大致平行地连接，使得在其间形成用于线路的接收空间。

在中间的接板链中和径向外部的接板链553中设置附加的中间件556，所述中间件如此调节链的长度，使得能量引导链550在总体上侧向弯曲地延伸。这能够实现所期望的螺旋线走向或螺旋走向(图4)。

为了能够可选地添加中间件556，侧向接板554在纵向方向上由两个可拆卸的成对的接板部分554A、554B组成。第一接板部分554A在一个端部上具有叉状接收部，相对置的第二接板部分554B的另一接板状端部嵌接到该叉状接收部中。这些近似半圆形的端部分别通过合适的螺栓铰链连接/孔铰链连接围绕枢转轴线B可枢转地铰接。在安装位置(图4)中，枢转轴线B分别大致径向地或垂直地延伸穿过旋转轴线A。在此，以合适的且本领域技术人员已知的方式在侧向接板554上设置枢转角限制件(未示出)，为了维持能量引导链550的转向弧259(图4)中的最小曲率半径，该枢转角限制件限制铰链连接的最大枢转角。

在接板部分554A、554B的分别与侧向接板554接合的端部上设有带有齿的E形接口，开口销或销(未示出)伸出由该E形接口彼此嵌接的侧向接板554的突出部，所述开口销或销居中地处于侧向接板554的主平面中并且必要时也固定横条555。如在图5A-5B中说明的那样，为了使能量引导链550侧向弯曲，侧向接板554的接板部分554A、554B能够围绕开口销或销的轴线(该轴线在主平面内垂直于枢转轴线B)侧向枢转一个小的角度。为了与接板部分554A、554B连接，如在图5B中最易看出那样，中间件556在两侧相应于接板部分554A、554B的接口具有匹配的接口。为了能够用于所有链，接板部分554A、554B可以对称地实施，以便增加模块式系统的相同部件的数量。优选地，接板部分554A、554B、横条555和中间件556由塑料以注射成型法制造。

支撑滚轮551、552可以通过支架支承，该支架在两个接板部分554A、 554B中的一个上一体成型。支撑滚轮551、552分别垂直于侧向接板554 的主平面，并且在运行位置中能够围绕切向的旋转轴线、垂直于枢转轴线B 地旋转。支撑滚轮551、552例如能够允许能量引导链550在附加的支撑套筒230、240上、在作为内部支撑部的轴上(参见图7)或者在缠绕设备的作为外部支撑部的滚筒的内侧上(参见图6)的非常低摩擦的滚动。因此，通过具有如图5A至5B中那样的支撑滚轮551、552的能量引导链550例如也可以在根据图4的结构中实现旋转解耦合的功能。支撑滚轮551、552也可以设置在可后续安装的、单独的安装件上。

图6示例性地在总体上示出用于多个可绕线和可退绕的线路610的线路引导系统600。线路引导系统600包括缠绕设备以及旋转引导装置606，该缠绕设备例如是具有大的内部空腔的滚筒602，为了节省空间，旋转引导装置主要接收在滚筒602的空腔中。为了对线路610的自由端E进行螺旋形的绕线和退绕，在滚筒602上螺旋地缠绕有合适的能量引导链603(在图 6中示意性示出)。

在图6中，可以根据图1的原理(借助能够相对于滚筒602自由旋转的外部支撑套筒640和自由旋转的内部支撑套筒630(在图6中不可见)) 实施旋转引导装置606，或者例如在根据图4的结构中借助根据图5A至5B 的使旋转解耦合的能量引导链550实施旋转引导装置606，其中，支撑套筒例如与滚筒602同步地旋转。因此，在使用具有支撑滚轮551、552的能量引导链550(图5A至5B)的情况下，替代单独的构件，所述支撑套筒例如也可以由滚筒602的内侧以及使滚筒能够围绕轴线A旋转支承的中空轴(在图6中不可见)构成。线路610从旋转引导装置606的可旋转点R出发到达固定在滚筒602上的端部，并且从那里不间断地延伸至滚筒侧的能量引导链603的自由端E。另一方面，线路610不间断地穿过旋转引导装置606 到达确定的点(未示出)并且必要时从那里进一步到达相应的接通部位或连接部位。通过旋转引导装置606的构件在所有方向上引导根据图4的结构中的能量引导链550或者根据图1的结构中的线路110，使得可以在不发生卡住或夹紧的情况下实现旋转运动。

根据本发明的线路引导系统601特别适用于沉的线路610和/或具有大的线路横截面的线路，例如用于远洋船舶的多相的岸供电的强电流线缆。

附图标记列表

图1、图2A至2B、图3A至3B

106 旋转引导装置

107、108 法兰盘

110 线路

117 第一螺旋层

118 第二螺旋层

119 转向弧

120 支撑体

121 转向区域

122 运行面

130 内部支撑套筒

140 外部支撑套筒

A 旋转轴线

E 自由端

F 空间固定的点

R 可旋转的点

图4

206 旋转引导装置

207、208 法兰盘

220 支撑体

221 转向区域

222 运行面

230 内部支撑套筒

240 外部支撑套筒

250 线路引导装置

257 第一螺旋层

258 第二螺旋层

259 转向弧

A 旋转轴线

F 空间固定的点

R 可旋转的点

图5A至5B

550 能量引导链

551、552 支撑滚轮

554 侧向接板

554A、554B 接板部分

555 横条

556 中间件

B 枢转轴线

图6

601 线路引导系统

602 滚筒

603 能量引导链

606 旋转引导装置

608 法兰盘

610 线路

640 外部支撑套筒

A 旋转轴线

R 可旋转的点

图7(现有技术)

1 线路引导系统

2 缠绕设备

3 能量引导链

4 轴

5 驱动装置

6 旋转引导装置

7 第一螺旋层

8 第二螺旋层

9 转向弧

A 旋转轴线

F 空间固定的点

R 可旋转的点

Claims (36)

1.一种线路引导系统(600)，所述线路引导系统用于至少一个可绕线和可退绕的线路，所述线路引导系统包括滚筒状的缠绕设备(602)和旋转引导装置(106；206；606)，所述滚筒状的缠绕设备用于对至少一个线路(610)进行绕线和退绕，所述线路能够借助轴围绕旋转轴线(A)旋转，所述旋转引导装置用于将所述至少一个线路从第一点(F)引导至与所述缠绕设备抗扭地连接的第二点(R)，所述第二点能够相对于所述第一点旋转，其中，所述旋转引导装置具有螺旋形的走向，所述螺旋形的走向具有一个或多个第一螺旋层(117；257)、一个或多个第二螺旋层(118；258)和转向弧(119；259)，在所述第一螺旋层中，所述线路围绕所述旋转轴线(A)缠绕，在所述第二螺旋层中，所述线路在反方向上围绕所述旋转轴线缠绕，所述转向弧连接所述两个螺旋层，并且在所述转向弧中，线路被翻转；

其特征在于，为了径向向外地或径向向内地支撑所述螺旋层，所述旋转引导装置(106；206；606)具有管状的外部支撑套筒(140；240；640)和/或管状的内部支撑套筒(130；230)，所述外部支撑套筒和所述内部支撑套筒与所述旋转轴线同轴地布置，并且，所述旋转引导装置具有旋转解耦合机构，基于所述旋转解耦合机构，支撑在所述支撑套筒上的螺旋层(117；257，118；258)能够与所述缠绕设备(602)解耦合地围绕所述旋转轴线(A)旋转。

2.根据权利要求1所述的线路引导系统，其特征在于，设置管状的内部支撑套筒(130；230)，为了旋转解耦合的目的，所述内部支撑套筒借助旋转轴承能够相对于所述缠绕设备并且围绕所述旋转轴线旋转。

3.根据权利要求1所述的线路引导系统，其特征在于，设置管状的外部支撑套筒(140；240)，为了旋转解耦合的目的，所述外部支撑套筒借助旋转轴承能够相对于所述缠绕设备并且围绕所述旋转轴线旋转。

4.根据权利要求2所述的线路引导系统，其特征在于，设置管状的外部支撑套筒(140；240)，为了旋转解耦合的目的，所述外部支撑套筒借助旋转轴承能够相对于所述缠绕设备并且围绕所述旋转轴线旋转。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的线路引导系统，其特征在于，所述线路(110)在所述旋转引导装置中裸露地引导并且根据旋转方向直接支撑在所述外部支撑套筒(140)或所述内部支撑套筒(130)上。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的线路引导系统，其特征在于，所述旋转引导装置包括用于所述转向弧(119；259)的围绕所述旋转轴线(A)弯曲的支撑体(120；220)，所述支撑体具有指向圆周方向的转向区域(121；221)，所述转向区域匹配于所述转向弧，其中，所述支撑体相对于一个或多个所述支撑套筒自由旋转。

7.根据权利要求5所述的线路引导系统，其特征在于，所述旋转引导装置包括用于所述转向弧(119；259)的围绕所述旋转轴线(A)弯曲的支撑体(120；220)，所述支撑体具有指向圆周方向的转向区域(121；221)，所述转向区域匹配于所述转向弧，其中，所述支撑体相对于一个或多个所述支撑套筒自由旋转。

8.根据权利要求6所述的线路引导系统，其特征在于，所述支撑体(120；220)在所述支撑套筒(130，140；230，240)之间能够轴向移动地引导。

9.根据权利要求7所述的线路引导系统，其特征在于，所述支撑体(120；220)在所述支撑套筒(130，140；230，240)之间能够轴向移动地引导。

10.根据权利要求6所述的线路引导系统，其特征在于，为了减小摩擦，所述支撑体(120；220)至少在其转向区域(121；221)上具有连续的滑动面或引导滚轮。

11.根据权利要求7至9中任一项所述的线路引导系统，其特征在于，为了减小摩擦，所述支撑体(120；220)至少在其转向区域(121；221)上具有连续的滑动面或引导滚轮。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的线路引导系统，其中，所述旋转引导装置包括线路引导装置(250；550)，在所述线路引导装置中，所述线路按照所述螺旋形的走向被引导，其特征在于，为了旋转解耦合的目的，所述线路引导装置具有支撑滚轮(551，552)。

13.根据权利要求12所述的线路引导系统，其特征在于，所述线路引导装置实施成能量引导链(550)，所述能量引导链具有能够枢转连接的链节，所述链节分别包括至少一个内侧接板(554)、外侧接板(554)以及连接所述内侧接板和外侧接板的横条(555)，其中，为了旋转解耦合的目的，在所述内侧接板中的至少几个上分别设置径向指向内部的支撑滚轮(551)；和/或，在所述外侧接板中的至少几个上分别设置径向指向外部的支撑滚轮(552)。

14.根据权利要求13所述的线路引导系统，其特征在于，为了形成所述螺旋形的走向，所述能量引导链(550)具有较长的外部接板链(553)和较短的内部接板链(553)。

15.根据权利要求1至4中任一项所述的线路引导系统，其特征在于，所述旋转引导装置在端侧上具有盘形的第一法兰(107；207)和盘形的第二法兰(108；208；608)，所述第一点(F)位置固定地布置在所述第一法兰上，所述第二法兰与所述滚筒状的缠绕设备(602)抗扭地连接，并且所述第二点(R)布置在所述第二法兰上，其中，一个或多个所述支撑套筒(130，140；230，240；640)能够相对于所述两个法兰自由旋转。

16.根据权利要求1至4中任一项所述的线路引导系统，所述线路引导系统包括用于驱动所述缠绕设备的轴，其特征在于，每个支撑套筒(130，140；230，240；640)借助旋转轴承能够自由旋转地支承在所述轴上。

17.根据权利要求1至4中任一项所述的线路引导系统，所述线路引导系统包括线路，其特征在于，所述线路(610)包括缠绕在所述滚筒状的缠绕设备(602)上的第一区段以及接收在所述旋转引导装置(606)中的第二区段，所述第一区段具有可绕线和可退绕的自由端(E)，所述第二区段具有螺旋形的走向以及能够位置固定地连接在所述第一点(F)上的端部，其中，所述线路从所述第一点不间断地经过所述第二点(R)直至可绕线和可退绕的自由端(E)。

18.根据权利要求1至4中任一项所述的线路引导系统，其特征在于，所述旋转引导装置(606)在轴向方向上至少部分地布置在所述滚筒状的缠绕设备(602)内部或完全接收在所述缠绕设备中。

19.根据权利要求1所述的线路引导系统，其特征在于，所述至少一个线路(610)包括线缆和软管。

20.根据权利要求6所述的线路引导系统，其特征在于，所述支撑体能够以所述缠绕设备的旋转速度的一半相对于一个或多个所述支撑套筒自由旋转。

21.根据权利要求7所述的线路引导系统，其特征在于，所述支撑体能够以所述缠绕设备的旋转速度的一半相对于一个或多个所述支撑套筒自由旋转。

22.根据权利要求8或9所述的线路引导系统，其特征在于，所述支撑体(120；220)在所述支撑套筒(130，140；230，240)之间能够轴向滑动地支承。

23.根据权利要求14所述的线路引导系统，其特征在于，为了在纵向方向上延长，所述外部接板链在两对能够枢转连接的侧接板部分(554A，554B)之间分别具有至少一个中间件(556)。

24.根据权利要求17所述的线路引导系统，其特征在于，所述线路包括多相强电流线缆。

25.一种根据权利要求1至24中任一项所述的线路引导系统的应用，所述线路引导系统用于远洋船舶的岸供电。

26.一种旋转引导装置(106)，所述旋转引导装置用于线路引导系统，所述旋转引导装置包括至少一个线路(110)，所述线路在所述旋转引导装置中从第一点(F)引导至第二点(R)，所述第二点能够相对于所述第一点围绕旋转轴线相对旋转，其中，所述线路在所述旋转引导装置中具有螺旋形的走向，所述螺旋形的走向具有一个或多个第一螺旋层(117)、一个或多个第二螺旋层(118)以及所述螺旋层之间的转向弧(119)，在所述第一螺旋层中，所述线路围绕所述旋转轴线缠绕，在所述第二螺旋层中，所述线路在反方向上围绕所述旋转轴线缠绕，所述转向弧连接所述两个螺旋层，并且在所述转向弧中，所述线路被翻转；

其特征在于，

所述旋转引导装置具有管状的外部支撑套筒(140)和管状的内部支撑套筒(130)，所述外部支撑套筒用于径向向外地支撑所述螺旋层，所述内部支撑套筒用于径向向内地支撑所述螺旋层，并且所述管状的外部支撑套筒(140)和所述管状的内部支撑套筒(130)能够与所述第二点(R)的旋转解耦合地旋转。

27.根据权利要求26所述的旋转引导装置，其特征在于，所述旋转引导装置用于根据权利要求1至24中任一项所述的线路引导系统。

28.一种旋转引导装置(206；606)，所述旋转引导装置用于线路引导系统，所述旋转引导装置包括至少一个线路(610)，所述线路在所述旋转引导装置中从第一点引导至第二点，所述第二点能够相对于所述第一点围绕旋转轴线相对旋转，其中，所述线路在所述旋转引导装置中具有螺旋形的走向，所述螺旋形的走向具有一个或多个第一螺旋层(257)、一个或多个第二螺旋层(258)以及所述螺旋层之间的转向弧(259)，在所述第一螺旋层中，所述线路围绕所述旋转轴线缠绕，在所述第二螺旋层中，所述线路在反方向上围绕所述旋转轴线缠绕，所述转向弧连接所述两个螺旋层，并且在所述转向弧中，所述线路被翻转；

其特征在于，所述旋转引导装置具有至少一个管状的支撑套筒(230，240，640)，所述支撑套筒用于径向向外地或径向向内地支撑所述螺旋层，并且所述旋转引导装置包括线路引导装置(250；550)，在所述线路引导装置中，所述线路按照所述螺旋形的走向被引导，并且为了通过在所述至少一个支撑套筒上滚动来进行旋转解耦合，所述线路引导装置具有指向径向的支撑滚轮(551，552)。

29.根据权利要求28所述的旋转引导装置，所述旋转引导装置还包括能够围绕所述旋转轴线旋转的轴，以驱动与所述第二点(R)抗扭的设备，其特征在于，所述支撑滚轮(551)在所述轴上滚动。

30.根据权利要求29所述的旋转引导装置，其特征在于，所述线路引导装置具有径向指向相反的其他支撑滚轮(552)，所述其他支撑滚轮在管状的外部支撑套筒(640)上滚动。

31.根据权利要求30所述的旋转引导装置，其特征在于，所述管状的外部支撑套筒(140，240，640)能够与所述轴的旋转解耦合地旋转。

32.根据权利要求28所述的旋转引导装置，其特征在于，所述旋转引导装置用于根据权利要求1至24中任一项所述的线路引导系统。

33.根据权利要求29所述的旋转引导装置，其特征在于，所述与所述第二点(R)抗扭的设备是滚筒状的缠绕设备(602)。

34.根据权利要求1至4中任一项所述的线路引导系统，其特征在于，在所述线路引导系统中，多个供应线路(610)从所述第一点(F)被连续地引导至所述第二点(R)。

35.根据权利要求26或27所述的旋转引导装置，其特征在于，在所述旋转引导装置中，多个供应线路(610)从所述第一点(F)被连续地引导至所述第二点(R)。

36.根据权利要求28至33中任一项所述的旋转引导装置，其特征在于，在所述旋转引导装置中，多个供应线路(610)从所述第一点(F)被连续地引导至所述第二点(R)。

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