CS240255B1

CS240255B1 - Cable reel

Info

Publication number: CS240255B1
Application number: CS849094A
Authority: CS
Inventors: Jindrich Sovicek
Original assignee: Jindrich Sovicek
Priority date: 1984-11-28
Filing date: 1984-11-28
Publication date: 1986-02-13
Also published as: CS909484A1

Abstract

Řešení se týká kabelového bubnu pro. navíjení a odvíjení elektrického kabelu, převádějícího elektrickou energii mezi dvěma navzájem se pohybujícími zařízeními. Kabelový buben je tvořen cívkou s elektrickým kabelem, která je otočně uložena na hřídeli. Hřídel je uložen v rámu a je spřažen s pohonem. Cívka je spřažena se zdrojem kroutícího· momentu, kterým je buď třecí spojka se stálým záběrem upravená mezi hřídeilem a cívkou, nebo samostatný motor spřažený s cívkou. .Mezi cívkou a hřídelem je uspořádán první rotační sběrač, který je vodivě spojen s žilami elektrického kabelu. Mezi hřídelem a rámem je uspořádán druhý rotační sběrač, který je vodivě spojen s elektrickým vedením upraveným na rámu. První rotační sběrač je elektricky spojen do série s druhým rotačním sběračem. Tímto uspořádáním je dána možnost třecím pohybem očistit kontaktní plochy rotačních sběračů ještě před započetím pracovní činností kabelového bubnu.The solution relates to a cable drum for winding and unwinding an electric cable, transferring electric energy between two mutually moving devices. The cable drum is formed by a coil with an electric cable, which is rotatably mounted on a shaft. The shaft is mounted in a frame and is coupled to a drive. The coil is coupled to a torque source, which is either a friction clutch with constant engagement arranged between the shaft and the coil, or a separate motor coupled to the coil. .A first rotary collector is arranged between the coil and the shaft, which is conductively connected to the cores of the electric cable. A second rotary collector is arranged between the shaft and the frame, which is conductively connected to an electric line arranged on the frame. The first rotary collector is electrically connected in series with the second rotary collector. This arrangement makes it possible to clean the contact surfaces of the rotating collectors by frictional movement before the cable drum starts working.

Description

Vynález se týká kabelového bubnu obsahujícího cívku s elektrickým kabelem, která je uložena na hřídeli uloženém otočně v rámu a spraženém s pohonem.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a cable drum comprising a coil with an electrical cable which is supported on a shaft mounted rotatably in the frame and coupled to the drive.

Kabelové bubny slouží pro navíjení a odvíjení elektrických kabelů, kterými se přenáší elektrická energie mezi dvěma zařízeními, u kterých při pracovní činnosti dochází lke změně jejich vzájemné vzdálenosti. Jeden z dosud známých typů kabelového bubnu je tvořen poháněným hřídelem uloženým otočně v rámu. Ke hřídeli je uchycena cívtka upravená ipro navíjení a odvíjení elektrického kabelu.The cable drums are used for winding and unwinding of electric cables, by means of which the electric energy is transferred between two devices which during their working activity change their mutual distance. One of the previously known types of cable drum is a driven shaft mounted rotatably in the frame. A spool adapted for winding and unwinding the electric cable is attached to the shaft.

Pro přenos elektrické energie mezi elektrickým kabelem a elektrickými vodiči upravenými na rámu kabelového bubnu slouží kroužkový sběrač, jehož kroužky, jsou uchyceny ke hřídeli nebo k cívce a vodivě spojeny s žilami elektrického kabelu a jehož kartáče jsou uloženy na rámu a vodivě spojeny s elektrickými vodiči.For the transmission of electrical energy between the electrical cable and the electrical conductors provided on the cable drum frame, a ring collector is used, the rings of which are attached to the shaft or coil and conductively connected to the conductors of the electrical cable.

iPři tomto uspořádání je pohyb kroužků kroužkového sběrače odvislý od pohybu cívky; kroužky se pohybují stejnou úhlovou rýchilostí jako cívka. Při pohybu kroužků vůči kartáčům dochází v důsledku tření mezi kroužky a kartáči k mechanickému čištění kontaktních ploch.In this arrangement, the movement of the rings of the ring collector is dependent on the movement of the coil; the rings move at the same angular speed as the coil. As the rings move relative to the brushes, the contact surfaces are mechanically cleaned due to friction between the rings and the brushes.

Stejného účinku, tj. přenosu elektrické energie a mechanického čištění kontaktních ploch se dosáhne při záměně umístění kartáčů a kroužků. Kroužky totiž mohou být uchyceny k rámu a vodivě spojeny s elektrickými vodiči, zatímco kartáče jsou uloženy na hřídeli nebo cívce a vodivě spojeny s žilami elektrického kabelu. Kroužkové sběrače, ať již s vnějšími kroužky popsanými nyní, nebo s vnitrními kroužky, popsanými výše, jsou jedním z provedení známých rotačních sběračů.The same effect, ie the transmission of electrical energy and the mechanical cleaning of the contact surfaces, is achieved by confusing the placement of brushes and rings. In fact, the rings may be attached to the frame and conductively connected to the electrical conductors, while the brushes are mounted on a shaft or coil and conductively connected to the conductors of the electric cable. Ring collectors, either with the outer rings described now or with the inner rings described above, are one embodiment of the known rotary collectors.

Uvedená dvě uspořádání jsou sice po mechanické i elektrické stránce jednoduchá, a proto výrobně nenáročná, avšak mají tu nevýhodu, že k čištění kontaktních ploch dochází pouze při pohybu cívky. Při pracovní přestávce, kdy se zařízení s připojeným elektrickým kabelem nepohybuje, a nedochází proto ani k otáčení cívky, nejsou kontaktní plochy čištěny. Tím není zaručena spolehlivá vodivost těchto kontaktních ploch.Although the two arrangements are simple and mechanical in terms of mechanical and electrical requirements, they have the disadvantage that the contact surfaces are cleaned only when the coil is moved. The contact surfaces are not cleaned during a break when the machine is not moving and the coil is not rotating. This does not guarantee reliable conductivity of these contact surfaces.

Nedostatečná, respektive nezaručená vodivost kontaktních ploch není na překážku u silových elektrických kabelů. Takto uspořádány kabelový buben však nelze použít pro slaboproudé elektrické kabely, a to zejména tam, kde se vyskytují delší pracovní přestávky a kde se vyžaduje vysoká spolehlivost provozu.Insufficient or not guaranteed conductivity of the contact surfaces does not hinder the power cables. However, such a cable drum can not be used for low-current electrical cables, especially where longer breaks occur and where high reliability of operation is required.

Uvedenou nevýhodou podstatně zmenšuje kabelový buben podle vynálezu obsahující cívku s elektrickým kabelem. Cívka je uložena na hřídeli, který je uložen otočně v rámu a je spřažen s pohonem.This disadvantage substantially reduces the cable drum according to the invention comprising an electric cable reel. The coil is mounted on a shaft which is rotatably mounted in the frame and coupled to the drive.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že cívka je uložena na hřídeli otočně a je spřažena se zdrojem kroutícího momentu. Mezi cívkou a hřídelem je uspořádán první rotační sběrač. Mezi hřídelem a trámem je. uspořádán druhý rotační sběrač elektricky spojený do série s prvním rotačním sběračem. První rotační sběrač je vodivě spojen s elektrickým kabelem.· Druhý rotační sběrač je vodivě spojen s (elektrickými vodiči. Zdroj kroutícího .momentu je tvořen, buď třecí spojkou se stálým záběrem upravenou mezi cívkou a hřídelem, nebo motorem,'který je spřažen s cívkou. ·The principle of the invention is that the coil is rotatably mounted on the shaft and coupled to a source of torque. A first rotary collector is arranged between the coil and the shaft. Between the shaft and the beam is. a second rotary header electrically connected in series with the first rotary header. The first rotary header is conductively coupled to the electrical cable. The second rotary header is conductively coupled to the (electrical conductors. The torque source is either a fixed engagement friction clutch provided between the coil and the shaft or a motor coupled to the coil. ·

Výhoda kabelového bubnu i podle vynálezu spočívá v tom, že před uvedením kabelového -bubnu do činnosti lze spolehlivě očistit kontaktní plochy tak, aby byly spolehlivě vodivé i pro malá napětí a malé proudy.The advantage of the cable drum according to the invention is that the contact surfaces can be reliably cleaned so that they can be reliably conductive even at low voltages and low currents before actuating the cable drum.

Na připojeném výkrese .jsou schematicky znázorněny dva příklady provedení kabelového bubnu podle vynálezu, kde na obr. 1 je kabelový buben opatřený třecí spojkou se stálým záběrem a na obr. 2 je kabelový buben s motorem.In the accompanying drawing, two exemplary embodiments of a cable drum according to the invention are schematically shown, wherein in Fig. 1 the cable drum is provided with a permanent engagement friction clutch and in Fig. 2 the cable drum with a motor.

Kabelový buben podle obou příkladů provedení je tvořen rámem 4, na kterém je· otočně uložen hřídel 3. Hřídel 3 je spřažen s pohonem 9. Na hřídeli 3 je otočně uložena cívka 2 pro elektrický kabel 1. Mezi cívkou 2 a hřídelem 3 je uspořádán první rotační sběrač 5, který je elektricky spojen db série s druhým rotačním sběračem 7, uspořádaným mezi hřídelem 3 a rámem 4. První rotační sběrač 5 je vodivě spojen s kabelem 1 a druhý rotační sběrač 7 je vodivě spojen s elektrickými vodiči 8 uspořádanými na rámu 4.The cable drum according to the two exemplary embodiments consists of a frame 4 on which the shaft 3 is rotatably mounted. The shaft 3 is coupled to the drive 9. A coil 2 for the electric cable 1 is rotatably mounted on the shaft 3. a rotary header 5 which is electrically connected in series with a second rotary header 7 arranged between the shaft 3 and the frame 4. The first rotary header 5 is conductively connected to the cable 1 and the second rotary header 7 is conductively connected to the electrical conductors 8 arranged on the frame 4 .

První rotační sběrač 5 i druhý rotační sběrač 7 jsou provedeny jako kroužkové s vnitřními kroužky, kde jejich uspořádání spočívá v tom, že na hřídeli 3 jsou upevněny jednak .kroužky prvního rotačního sběrače 5 a jednak kroužky druhého rotačního sběrače 7, které jsou navzájem spojeny do série elektrickým vedením 8.The first rotary collector 5 and the second rotary collector 7 are designed as annular with inner rings, the arrangement of which consists in that on the shaft 3 are mounted rings of the first rotary collector 5 and second rings of the second rotary collector 7, which are connected to each other. series power line 8.

Pryní rotační, sběrač .6-,1 druhý, rotační sběrač 7 jsou pro zjednodušení znázorněny jako, jednopólové..Počet, pólů je dán počtem žil_; elektrického.' kabelu 1., Kartáče .prvního rotačního sběrače 5 jsou uchyceny k cívce 2 a,, jsou vodivě spojeny se? žilami elektrickéhokabelu 1.For the sake of simplicity, the rotary collector 6, 1, the second rotary collector 7 is shown, for simplicity, as a single-pole. The number of poles is given by the number of cores _; electric. ' The brushes of the first rotating header 5 are attached to the coil 2 and are conductively connected to the coil. electrical cable 1.

kartáče diruhého rotačního sběrače 7 jsou uchyceny k rámu 4 a jsou vodivě spojeny s elektrickými vodiči 8. Jiné provedení, na výkrese neznázorněné, spočívá v tom, že na hřídeli 3 mohou být upevněny kartáče prvního rotačního sběrače 5 nebo i kartáče druhého rotačního sběrače 7. Kroužky prvního rotačního sběrače 5 jsou potom spojeny s cívkou 2 a kroužky druhého rotačního sběrače 7 s rámem 4.the brushes of the dirty rotary header 7 are attached to the frame 4 and are conductively connected to the electrical conductors 8. Another embodiment, not shown in the drawing, is that the brushes of the first rotary header 5 or the brushes of the second rotary header 7 can be mounted. The rings of the first rotary header 5 are then connected to the coil 2 and the rings of the second rotary header 7 to the frame 4.

Při tomto uspořádání jsou žíly elektrického kabelu 1 vodivě spojeny s kroužky prvního rotačního sběrače 5 a elektrické vodiče 8 s kroužky druhého rotačního· sběrače 7. Kartáče prvního rotačního sběrače 5 jsou ,2 4 0-2 5 5 pak elektricky zapojeny do série s kartáči druhého rotačního sběrače 7.In this arrangement, the wires of the electric cable 1 are conductively connected to the rings of the first rotary collector 5 and the electric wires 8 to the rings of the second rotary collector 7. The brushes of the first rotary collector 5 are then electrically connected in series with the brushes of the second. collector 7.

Je zřejmé, že může dojít k odlišnému uspořádání kroužků a kartáčů mezi prvním rotačním sběračem 5 a druhým rotačním sběračem 7. Podle prvního příkladu provedení je mezi hřídelem 3 a cívkou 2 upravena třecí spojka 10 se stálým záběrem, opatřená neznázorněným ústrojím pro nastavení velikosti přenášeného kroutícího momentu. Tato třecí spojka 10 představuje zdroj kroutícího momentu, epřažený s cívkou 2. Jiným představitelem zdroje kroutícího momentu je motor 11, který je spřažen s cívkou 2. Motor 11 je opatřen neznázorněným ústrojím pro omezení vyvozovaného kroutícího momentu.Obviously, the rings and brushes may be differently arranged between the first rotary header 5 and the second rotary header 7. According to a first embodiment, a permanent engagement friction clutch 10 is provided between the shaft 3 and the coil 2, provided with a torque transfer device (not shown). torque. This friction clutch 10 is a torque source intersected with the coil 2. Another torque source representative is an engine 11 coupled to the coil 2. The engine 11 is provided with a torque limiting device (not shown).

Při činnosti kabelového- bu-bnu se cívka 2 otáčí, čímž podle smyslu jejího otáčení se elektrický Ikabel 1 na ní navíjí nebo se z ní odvíjí. Pro otáčení je třeba cívce 2 dodat kroutící moment. V provedení podle obr. 1 se tak děje zapnutím pohonu 9, který způsobí otáčení hřídele 3 a přes třecí spojku 10 se stálým záběrem i otáčení -cívky 10.During operation of the cable box, the coil 2 is rotated, whereby the electric cable 1 is wound or unwound therefrom according to the sense of its rotation. For rotation, torque 2 must be supplied to coil 2. In the embodiment according to FIG. 1, this is done by switching on the drive 9, which causes the shaft 3 to rotate and the coil 10 to rotate via the friction clutch 10 with constant engagement.

V provedení podle obr. 2 se cívka 2 otáčí ná-sledke-m kinematické -vazby s výstupním hřídelem motoru 11. Elektrický proud prochází z elektrického kabelu 1 přes první rotační sběrač 5 a elektrické vedení 6 do druhého rotačního sběrače 7 a z něho do elektrických vodičů 8.In the embodiment according to FIG. 2, the coil 2 rotates as a result of the kinematic coupling with the output shaft of the motor 11. The electric current passes from the electric cable 1 through the first rotary collector 5 and the electric line 6 to the second rotary collector 7 and therefrom to the electrical conductors. 8.

Jestliže dojde k znečištění kontaktních ploch mezi kartáči a kroužky prvního rotačního sběrače 5 -nebo druhého rotačního sběrače 7, například v důsledku pracovní přestávky, je nutné uvést tyto kontaktní plochy do dokonale vodivého stavu. To se stane tak, že při zastavené cívce 2 -se zapne pohon 9, který roztočí hřídel 3 a s ním spojené pohyblivé části prvního rotačního sběrače 5 a pohyblivé části druhého rotačního sběrače 7.If the contact surfaces between the brushes and the rings of the first rotating collector 5 or the second rotating collector 7 become contaminated, for example, as a result of a break, these contact surfaces must be brought into a perfectly conductive state. This happens when the coil 2 is stopped when the drive 9 turns on and rotates the shaft 3 and the associated movable parts of the first rotary header 5 and the movable parts of the second rotary header 7.

V příkladech provedení znázorněných na obr. 1 a 2 j-sou pohyblivými částmi kroužky prvního rotačního sběrače 5 a kroužky druhého rotačního sběrače 7. Protože kartáče prvního rotačního sběrače 5 i kartáče druhého rotačního sběrače 7, zůstávají vzhledem k rámu 4 v klidu, dochází k relativnímu třecímu pohybu mezi kroužky a kartáči.In the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, the movable parts are the rings of the first rotary header 5 and the rings of the second rotary header 7. Since the brushes of the first rotary header 5 and the brushes of the second rotary header 7 remain stationary relative to the frame 4, relative frictional movement between the rings and the brushes.

Uvedeným třením se mechanicky očistí kontaktní plochy, a uvedou se tak do vodivého stavu schopného převádět malé proudy i malá napětí. Stejná situace, tj. mechanické očištění kontaktních ploch nastává tehdy, jestliže s hřídelem 3 jsou spojeny kartáče prvního rotačního- sběrače 5 a kartáče druhého- rotačního sběrače 7, zatímco kroužky prvního rotačního sběrače 5 a kroužky druhého rotačního -sběrače 7 j-sou v klidu.By means of this friction, the contact surfaces are mechanically cleaned and brought into a conductive state capable of transferring both low currents and low voltages. The same situation, ie mechanical cleaning of the contact surfaces, occurs when the brushes of the first rotary header 5 and the brushes of the second rotary header 7 are connected to the shaft 3, while the rings of the first rotary header 5 and the rings of the second rotary header 7 are stationary. .

Podmínkou, mechanického očištění kontaktních ploch je tedy ponechání cívky 2 v klidu. Podle provedení z obr. 2 se toho dosáhne tím, že k moto-ru 11 se nepři-vede žádná napájecí energie, a motor proto stojí.The condition for mechanical cleaning of the contact surfaces is therefore to leave the coil 2 at rest. According to the embodiment of FIG. 2, this is achieved in that no motor power is supplied to the motor 11 and the motor is therefore stopped.

U provedení pod-le obr. 1 záleží -na tom, je-li elektrifcký kabel 1 vo-lný nebo napnutý. Je-li vo-lný, potom se zastavení cívky 2 dosáhne tím, že obě části zařízení, které elektrický kabel 1 spojuje, se ponechají v klidu v neměnné poloze, potom se spustí pohon 9, který přes třecí spojku 10 se stálým záběrem začne u-nášet -cívku 2 v tom smyslu, aby se na ní navíjel elektrický kabel 1, a to do doby, než dojde k napnutí elektrického- kabelu 1.In the embodiment of FIG. 1, it depends on the electrical cable 1 being free or tensioned. If it is free, then stopping the coil 2 is achieved by keeping the two parts of the device which the electric cable 1 connects in a fixed position, then the actuator 9 is started, which starts over the friction clutch 10 with continuous engagement at - to carry a bobbin 2 in the sense that the electric cable 1 is wound thereon until the electric cable 1 is tensioned.

Jakmile se elektrický kabel 1 napne, začne třecí spojka 10 se stálým záběrem prokluzovat, takže cívka 2 stojí, zatímco hřídel 3 s pohyblivými částmi prvního rotačního sběrače 5 i druhého rotačního sběrače 7 se otáčí, a dochází tak k čištění kontaktních ploch. Teprve po- této přípravě kontaktních ploch se cívka 2 uvede do pracovního pohybu, ke kterému dojde v- souvislosti se vzájemným pohybem obou zařízení, která elektrický kabel 1 spojuje.Once the electrical cable 1 is tensioned, the frictional clutch 10 starts to slip, so that the coil 2 is stationary, while the shaft 3 with the movable parts of the first rotary collector 5 and the second rotary collector 7 is rotating to clean the contact surfaces. Only after this preparation of the contact surfaces is the coil 2 set in working motion, which occurs in connection with the mutual movement of the two devices connecting the electric cable 1.

Aby se zabránilo poškození elektrického kabelu 1 od tahového zatížení, na něj přenášeného, -nastaví se na třecí spoj-ce 10 se stálým záběrem velikost přenášeného- kroutícího momentu. Stejnou funkci plní ústrojí pro omezení vyvozovaného kroutícího momentu, které je upraveno- na motoru 11.In order to prevent damage to the electric cable 1 from the tensile load transmitted to it, the amount of transmitted torque is set on the friction coupling 10 with constant engagement. The same function is provided by the engine torque limiting device 11.

Kabelový buben podle vynálezu je zvlášť vhod-ný pro slaboproudé přívody elektrické energie, a to zejména tehdy, jestliže při jeho činnosti dochází k dlouhodobým pracovním přestáivtkám, přičemž se vyžaduje vysoká spolehlivost provozu.The cable drum according to the invention is particularly suitable for low-voltage power supplies, especially if long-term work breaks occur during operation and high reliability of operation is required.

Claims

SUBJECT

A cable drum comprising a coil with an electrical cable which is supported on a shaft mounted rotatably in a frame and coupled to a drive, characterized in that the coil (2) is supported rotatably on the shaft (3) and coupled to a torque source; a first rotary header (5) is arranged between the coil (2) and the shaft (3) and a second rotary header (7) electrically connected in series with the first rotary header (5) is arranged between the shaft (3J and the frame (4)), BACKGROUND OF THE INVENTION wherein the first rotary header (5) is conductively connected to the electrical cable (1) and the second rotary header (7) is conductively connected to the electrical separators (8).

Cable drum according to claim 1, characterized in that the source of torque is a permanent engagement friction clutch (10) arranged between the shaft (3) and the coil (2).

3. The cable drum of claim 1, wherein the source of torque is a motor (11i) coupled to a coil (2).