WO2005112215A1 - Drehübertrager für kabelverbindungen - Google Patents

Drehübertrager für kabelverbindungen Download PDF

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    • H02G11/02Arrangements of electric cables or lines between relatively-movable parts using take-up reel or drum
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026Measuring blood flow
    • A61B5/029Measuring or recording blood output from the heart, e.g. minute volume
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    • A61B5/053Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
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    • A61B5/053Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0538Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body invasively, e.g. using a catheter

Definitions

  • the invention relates to a rotary transformer for a cable connection according to the preamble of claim 1.
  • a cable is to be understood to mean any elongated, flexible or elastic material for transporting energy, information or materials, in particular, but not exclusively, that is to say an electrical cable, an optical (for example glass fiber) cable , a pressure line etc.
  • a device for winding, unwinding and storing elongated, flexible parts is known, but it is not designed as a rotary transmitter.
  • This device serves the purpose, as with a cable drum, to take up a cable which can be pulled out of the drum by pulling on the two cable ends.
  • the cable here does not have a guide through a bearing axis and, because there are only two spaces between adjacent cutting discs, controlled winding and unwinding, as is required for a precise rotary transducer, is not possible.
  • DE 703 0 622 and DE 703 1 318 are concerned with a device for winding up electrical measuring cables or a cable and hose cassette.
  • the problem of the transmission of rotation is not addressed in any way, Rather, both writings deal only with the storage and release of cables, the problem of twisting the cable ends against each other is irrelevant.
  • DE 40 18 440 AI shows a spiral line arrangement which is connected at one end to a device which can be rotated about an axis of rotation and at the other end to a fixed device and is rotated in or out with a rotation of the rotatable device.
  • the proposed solution is technically extremely complicated, since a synchronizing drive of the individual cascades is necessary.
  • Figure 1 A cross section through an inventive rotary transducer
  • FIG. 2 A plan view of a cable winding of the rotary transmission shown in Figure 1 between two cutting discs;
  • Figure 3 A cable winding of the rotary transmission shown in Figure 1 between the next pair of cutting discs;
  • FIG. 4 a cross section through the rotary transmitter shown in FIG. 1, each cutting disc being rotated one revolution further than in FIG. 1;
  • Figure 5 An illustration according to Figure 2, wherein the cutting discs have been rotated one revolution;
  • FIG. 6 A representation according to FIG. 3, the separating letters being rotated one revolution;
  • Figure 7 A plan view of the rotary transmitter in the longitudinal direction;
  • FIG. 8 a cross section through a rotary transformer without a cable, showing the stop tabs 5 according to FIG. 7;
  • Figure 9 A representation of the passage of the cable between adjacent cutting discs.
  • FIG. 1 shows a longitudinal axis 1 about which the entire arrangement can be rotated.
  • Bearings 2 are seated on the axis 1, each bearing 2 carrying a cutting disc 3, preferably made of metal or plastic, and the cutting discs 3 being able to rotate about the bearing axis 1 independently of one another via the individual bearings on the bearings 2.
  • the distance between the cutting discs 3 is dimensioned such that the cable 4 lying between them has a slight lateral play, so that it can easily move between the cutting discs 3 and is not clamped by them, but is prevented from having several layers lying next to one another to form and also no significant lateral slipping of successive turns can take place.
  • the separating letters 3 have openings, which are shown in detail in FIG.
  • FIGS. 4, 5 and 5 are dimensioned such that, with one revolution of the cable feed for each space, a further turn is made possible in relation to the cable outlet in the next space.
  • This state is shown in the otherwise identical FIGS. 4, 5 and 5.
  • each cutting disc 3 has been rotated one revolution compared to the previous one.
  • the cable 4 is arranged between the cutting disks 3 in such a way that 3 or more turns are produced in the wound state.
  • the relative rotation between the adjacent cutting discs is then limited by an elastic sliding block and a spiral guide track with a corresponding angle of rotation.
  • FIG. 9 shows how the cable 4 is fixed in the cutting discs 3 by means of guide tabs 6 and is kept in axial mobility, so that the free length lying between the cutting discs 3 remains constant without the cable being bent.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Drehübertrager für eine Kabelverbindung, wobei ein Ende eines Kabels (4) gegenüber seinem anderen Ende eine begrenzte Anzahl von Umdrehungen um eine Längsachse (1) unter Aufrechterhaltung einer ununterbrochenen Verbindung zwischen beiden Enden ausführen kann und die Längsachse (1) Trennscheiben (3) aufweist. Bekannte derartige Drehübertrager sind technisch außerordentlich kompliziert. Die Aufgabe, einen Drehübertrager so auszubilden, dass er einfach und preisgünstig in der Herstellung ist, wird dadurch gelöst, dass der Abstand der drehbar ausgebildeten Trennscheiben (3) so bemessen ist, dass maximal zwei Windungen des Kabels (4) zwischen zwei Trennscheiben (3) nur in einer Ebene liegen und das Kabel (4) dadurch kreuzungsfrei geführt ist, dass es zwischen den Trennscheibenpaaren (3) abwechselnd vom Außendurchmesser zur Längsachse (1) und umgekehrt gebunden ist.

Description

Drehübertrager für Kabelverbindungen
Die Erfindung betrifft einen Drehübertrager für eine Kabelverbindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Sinne dieser Beschreibung und der Ansprüche ist unter einem Kabel jedes beliebige längliche, flexible oder elastische Material zum Transport von Energie, Information oder Stoffen zu verstehen, insbesondere, aber nicht ausschließlich, also ein elektrisches Kabel, ein optisches (zum Beispiel Glasfasern aufweisendes) Kabel, eine Druckleitung etc.
Aus der JP 59.149276 ist eine Lösung bekannt, bei der das Kabel auf einer elastischen Spiralfeder befestigt ist und mit dem axialen Federende verdreht werden kann. Nachteilig bei dieser Lösung ist zum einen ihr großer Durchmesser und zum anderen, dass sich mit den Umdrehungen verändernde, in den Grenzlagen recht große Rückstellmoment des rotierenden Teils.
Aus der DE 402 6782 ist eine Lösung bekannt, bei der ein schraubenförmig ausgebildeter Trägerkörper einen Wendepunkt aufweist und das Kabel stoffschlüssig in den Trägerkörper eingebettet und damit geführt ist.
Aus der DE 199 28 731 C2 ist eine Vorrichtung zum Auf-, Abwickeln und Aufbewahren von länglichen, flexiblen Teilen bekannt, die aber nicht als Drehübertrager ausgebildet ist. Diese Vorrichtung dient dem Zweck, wie bei einer Kabeltrommel ein Kabel aufzunehmen, welches durch Zug an den beiden Kabelenden aus der Trommel herausgezogen werden kann. Das Kabel weist hier jedoch keine Führung durch eine Lagerachse auf und aufgrund der nur zwei vorhandenen Räume zwischen benachbarten Trennscheiben ist eine kontrollierte Auf- und Abwicklung, wie sie für einen präzisen Drehübertrager benötigt wird, nicht möglich.
Die DE 703 0 622 und die DE 703 1 318 haben eine Vorrichtung zum Aufwickeln von elektrischen Messkabeln bzw. eine Kabel- und Schlauchkassette zum Gegenstand. Bei beiden Druckschriften wird das Problem der Drehübertragung aber in keiner Weise angesprochen, vielmehr befassen sich beide Schriften nur mit dem Speichern und Freigeben von Kabeln, das Problem der Verdrehung der Kabelenden gegeneinander spielt keine Rolle.
Schließlich zeigt die DE 40 18 440 AI eine spiralige Leitungsanordnung, die am einen Ende mit einer um eine Drehachse hin- und herdrehbaren Vorrichtung und am anderen Ende mit einer feststehenden Vorrichtung verbunden ist und mit einer Drehung der drehbaren Vorrichtung ein- oder ausgedreht wird. Der gegebene Lösungsvorschlag ist technisch außerordentlich kompliziert, da ein synchronisierender Antrieb der einzelnen Kaskaden notwendig ist.
Es besteht daher die Aufgabe, einen Drehübertrager für eine Kabelverbindung so auszubilden, dass er einfach und preisgünstig in der Herstellung ist, keine Rückstellmomente erzeugt, keinen besonderen Antrieb benötigt und keine speziellen Anforderungen an die Kabelgestaltung oder -einbettung stellt.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die einzelnen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
Figur 1: Einen Querschnitt durch einen erfindungs gemäßen Drehübertrager;
Figur 2: Eine Draufsicht auf eine Kabel wicklung des in Figur 1 dargestellten Drehübertrages zwischen zwei Trennscheiben; Figur 3: Eine Kabelwicklung des in Figur 1 dargestellten Drehübertrages zwischen dem nächsten Paar Trennscheiben; Figur 4: Einen Querschnitt durch den in Figur 1 dargestellten Drehübertrager, wobei jede Trennscheibe gegenüber Figur 1 eine Umdrehung weitergedreht wurde; Figur 5: Eine Darstellung gemäß Figur 2, wobei die Trennscheiben eine Umdrehung weitergedreht wurden; Figur 6: Eine Darstellung gemäß Figur 3, wobei die Trennschreiben eine Umdrehung weitergedreht wurden; Figur 7: Eine Draufsicht auf den Drehübertrager in Längsrichtung; Figur 8: Einen Querschnitt durch einen Drehübertrager ohne Kabel unter Darstellung der Anschlaglaschen 5 gemäß Figur 7; Figur 9: Eine Darstellung des Durchgangs des Kabels zwischen benachbarten Trennscheiben.
Figur 1 zeigt eine Längsachse 1, um welche die gesamte Anordnung drehbar ist. Auf der Achse 1 sitzen Lager 2, wobei jedes Lager 2 eine Trennscheibe 3, vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff, trägt und die Trennscheiben 3 über die einzelne Lagerung auf den Lagern 2 unabhängig voneinander um die Lagerachse 1 rotieren können. Der Abstand der Trennscheiben 3 ist so bemessen, dass das zwischen ihnen liegende Kabel 4 ein geringes seitliches Spiel aufweist, so dass es ohne weiteres sich zwischen den Trennscheiben 3 bewegen kann und von diesen nicht festgeklemmt wird, aber daran gehindert wird, mehrere nebeneinander liegende Lagen zu bilden und auch kein nennenswertes seitliches Verrutschen aufeinanderfolgender Windungen stattfinden kann. Die Trennschreiben 3 weisen Durchbrüche auf, die im einzelnen in Figur 9 dargestellt sind, über die das Kabel 4 in die Räume zwischen benachbarten Trennscheiben 3 hindurchtreten kann. Diese Durchbrüche befinden sich sowohl innen als außen an den Trennscheiben 3, und das Kabel 4 ist in einem Raum zwischen zwei Trennscheiben zugeführt, dass es von innen nach außen spiralig verläuft, wie es in Figur 2 dargestellt ist. Daraufhin, tritt es durch den (nicht dargestellten) Durchbruch in der Trennscheibe 3 von außen in den Raum jenseits dieser Trennscheibe 3 ein und verläuft wiederum spiralig von außen nach innen. Diese Abwechslung des Wicklungs Verlaufs erfolgt durch sämtliche Trennscheibenräume hindurch. Durch diese Kabelführung werden Kreuzungen des Kabels innerhalb eines Zwischenraumes zwischen benachbarten Trennscheiben 3 vermieden. Die Kabellänge der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Bindung des Kabels 4 ist so bemessen, dass bei einer Umdrehung der Kabelzuführung je Zwischenraum gegenüber der Kabelabführung in den nächsten Zwischenraum gerade eine weitere Windung ermöglicht wird. Dieser Zustand ist in den ansonsten gleichen Figuren 4, 5 und 5 dargestellt. Hier ist jede Trennscheibe 3 gegenüber der vorherigen um eine Umdrehung weitergedreht worden.
Damit genau diese eine zusätzliche Umdrehung realisiert werden kann und das Kabel 4 nicht durch Zug zu stark belastet wird, besitzen die Trennscheiben 3, wie in Figur 7 dargestellt, am äußeren Umfang jeweils zwei Anschlaglaschen 5, welche wechselseitig axial gemäß Figur 8 verbogen sind. Damit ermöglichen die Anschlaglaschen 5 jeder Trennscheibe 3 genau eine Umdrehung Bewegungsfreiheit gegenüber der benachbarten Trennscheibe 3.
Weil durch jede einzelne Trennscheibe 3 etwa eine Umdrehung ermöglicht wird, ergibt sich eine Gesamtumdrehungszahl zwischen Kabelzuführung und -abführung des erfindungsgemäßen Drehübertragers, die gleich der Anzahl der Trennscheiben 3 (ohne Berücksichtigung der Gehäusebegrenzungen) ist.
In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsvariante wird das Kabel 4 so zwischen den Trennscheiben 3 angeordnet, dass im zusammengewickelten Zustand 3 oder mehr Windungen entstehen. Die Relativverdrehung zwischen den benachbarten Trennscheiben wird dann durch einen elastischen Gleitstein und eine spiralige Führungsbahn mit entsprechendem Umdrehungswinkel begrenzt.
Wie oben erwähnt zeigt Figur 9, wie das Kabel 4 in den Trennscheiben 3 mittels Führungslaschen 6 fixiert und in der axialen Beweglichkeit gehalten wird, so dass die zwischen den Trennscheiben 3 liegende freie Länge konstant bleibt, ohne dass das Kabel geknickt wird.

Claims

Ansprüche
1. Drehübertrager für einen Kabelverbindung, wobei ein Ende eines Kabels (4) gegenüber seinem anderen Ende eine begrenzte Anzahl von Umdrehungen um eine Längsachse (1) unter Aufrechterhaltung einer ununterbrochenen Verbindung zwischen beiden Enden ausführen kann und die Längsachse (1) Trennscheiben (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der drehbar ausgebildeten Trennscheiben (3) so bemessen ist, dass maximal zwei Windungen des Kabels (4) zwischen zwei Trennscheiben (3) nur in einer Ebene liegen und das Kabel (4) dadurch kreuzungsfrei geführt ist, dass es zwischen den Trennscheibenpaaren (3) abwechselnd vom Außendurchmesser zur Längsachse (1) und umgekehrt gebunden ist.
2. Drehübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennscheiben (3) einzeln drehbar auf der Längsachse (1) gelagert sind und an ihrer Außenseite Anschlaglaschen (5) zur Begrenzung des maximalen Drehwinkels zweier benachbarter Trennscheiben (3) zueinander aufweisen.
3. Drehübertrager nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Umdrehungen der Enden des Kabels (4) durch die Anzahl der Trennschreiben (3) und die dort gelagerten Windungen bestimmt ist.
4. Drehübertrager nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennscheiben (3) einzeln auf der Lagerachse (1) drehbar gelagert sind sich zueinander um einen maximalen Winkel drehen können, der durch einen elastischen Gleitstein und eine spiraliger Führungsbahn begrenzt wird.
5. Drehübertrager nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennscheiben (3) Durchbrüche mit Führungslaschen 6 aufweisen, welche das Kabel (4) gerade so stark fixieren, dass sich seine freie Länge zwischen benachbarten Trennscheiben (3) nicht verändern kann, es aber nicht durch zu starken Druck beschädigen oder beinträchtigen.
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