DE1986307U

DE1986307U - Leitungszufuehrung zu um eine vertikale achse drehbaren elektrischen einrichtungen.

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Publication number: DE1986307U
Application number: DES47348U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1963-12-23
Filing date: 1963-12-23
Publication date: 1968-05-30

Description

Leitungszuführung zu um eine vertikale Achse drehbaren elektrischen Einrichtungen

Die Neuerung betrifft eine Ieitungszuführung zu um eine vertikale Achse höchstens um einige Umdrehungen drehbaren elektrischen Einrichtungen, bei denen zwischen der Achse der drehbaren Einrichtung und einer stationären Einrichtung von Stützeinrichtungen in ihrer neutralen Biegeachse getragenen Kabel und Leitungen spirallinienförmig verlaufend angeordnet sind. Derartige Leitungszuführungen können z.B. bei Bodenstationen für Funknachrichtenverbindungen über künstliche Erdsatelliten notwendig sein, da die Antennen der Bodenstationen den Satelliten sehr genau nachgeführt werden müssen. Um den lachrichtenverkehr über Satelliten möglichst lange aufrechterhalten zu können, muß dieser sofort bei seinem Auftauchen am Horizont durch Ausrichten der auf der Bodenstation befindlichen Antenne erfaßt werden. Eine solche Antenne soll deshalb z.B. um. .+ 360° , also um zwei Umdrehungen geschwenkt werden können. Die an die Antenne angeschlossenen Hochfrequenzeinrichtungen müssen jedoch mit elektrischem Strom und anderen Mitteln, z.B. mit Kühlmitteln versorgt werden? darüberhinaus aber muß den beweglichen Einrichtungen

eine größere Anzahl von Nachrichten-, Signal- und Steuerleitungen zugeführt werden. Mr die Übertragung von Speiseströmen kann man die bereits bekannte Schleifringübertragung anwenden! für die Durchschaltung von mehreren Hochfrequenzleitungen dagegen ist diese Art des Überganges sehr aufwendig und mit großen konstruktiven Schwierigkeiten verbunden.

Leitungszuführungen zu einem gegenüber einem festen Traggestell drehbaren und starken Verdrehungen ausgesetzten Drehgestell sind bekannt. Sie bestehen aus einer Bandfeder, die sowohl an dem beweglichen als auch an dem feststehenden Seil des Drehgestells befestigt 1st, und aus zwischen den Windungen der Bandfeder befestigten leitungen. Die Bandfeder kann auch im Inneren der leitungen selbst angeordnet werden und zwar in der neutralen Biegeachse, damit die einzelnen Seile der Leitung möglichst wenig gestaucht oder gereckt werden. In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, Leitungen und Bandfedern in der Form einer Bandleitung derart zusammenzusetzen, daß die Leitungen in der neutralen Biegezone liegen. Sowohl die Leitungen als auch die Bandfedern sind gemeinsam umhüllt und bilden eine unzertrennbare Einheit.

Bei anderen bekannten Ausführungsformen von Leitungszuführungen der beschriebenen Art besteht die Stützeinrichtung aus einem federnden Band von solcher Breite, daß es als Iräger für meh-

rere elektrische Kabel und Leitungen dienen kann. Es ist auch bekannt, die Stützeinriclrtmng aus einem wellbleehartigen federband herzustellen.

Bei der zuerst genannten Leitungszuführung sind die Kabel und Leitungen schon in der neutralen Biegeachse angeordnet, damit die einzelnen Teile der Kabel möglichst wenig gestaucht oder gereckt werden. Sofern nun die Bandfedern nicht unmittelbar in die Kabel selbst eingebaut werden, sind die Bandfedern sowie die Kabel und Leitungen zu einer Bandleitung mit einer gemeinsamen Umhüllung ztisammengefaßt. Obwohl nun die Kabel und Leitungen mit der Stützeinrichtung so zusammengebaut werden, daß sie möglichst wenig gestaucht oder gereckt werden, ist es nicht ausgeschlossen, daß die Kabel oder Leitungen von Zeit zu Zeit durch neue ersetzt werden müssen. Bei den bekannten Leitungszuführungen ist ein Auswechseln einzelner Kabel und Leitungen nicht ohne großen Aufwand möglichst, da sie zusammen mit den übrigen Kabeln und Leitungen und mit den Bandfedern gemeinsam umhüllt oder umklammert sind.

Die der Feuerung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Weg zu finden, auf dem es möglieh ist, die symmetrischen und koaxialen Leitungen sowie andere Leitungen jede für sich an der Stützeinrichtung so zu befestigen, daß sie auch jede für sieh ausgewechselt und daß sie jede für sich in der neutralen Biegeachse der Stützeinrichtung angeordnet werden können«

Bei der Iieitungszuführung nach der Neuerung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Stützeinrichtung aus über U-fÖrmige Querstege miteinander verbundenen lederbändern besteht und daß die Kabel und leitungen zwischen diesen federbändern in an sieh bekannter Weise in der neutralen Biegeachse der Federbänder angeordnet sind. Auch nicht elektrische leitungen können in Form von metallischen oder nichtmetallischen Eohren_s z.B. zur Zu- oder Abführung von Kühlmitteln benutzt werden. Die Kabel und Leitungen befestigt man in weiterer Ausgestaltung der Steuerung nicht unmittelbar an den Querstegen, sondern an besonderen U~förmigen Schienen, die über Drehgelenke an den Federbändern gelagert sind. Is wird so erreicht, daß die Kabel und leitungen auch bei dieser vorteilhaften lagerung in der neutralen Biegeachse der Spirale angeordnet werden können. Bei der leitungszuführung nach der leuerung sind die empfindlichen Kabel und Leitungen trotz Anordnung in der neutralen Biegeachse der Spirale frei zugänglich und leicht auswechselbar. Diese Anordnung ist in gewissen Grenzen unabhängig vom Durehmesser der Kabel und Leitungen! Kabel mit kleinem Durehmesser können an ihren Befestigungsstellen mittels Zwischenlagen bestimmter Dicke in die neutrale Biegeachse der Spirale gebracht werden. Gegenüber den bekannten Ausführungsformen, bei denen die Kabel und Leitungen in der neutralen Biegeachse der Spirale angeordnet sindj bildet di® Stutzeinrieh-feung bei der neuen Leitungszuführung eine selbständige Einheit, die auch ohne eingebaute

Kabel und Leitungen ihre Bauform beibehält. So ist es möglich, daß allein die Stützeinriehtung alle mechanischen Belastungen übernimmt, ein Merkmal, welches bei den "bekannten Zuführungseinrichtungen nicht in vollem Maße erfüllt werden kann. An den Querstegen, welche die lederbänder miteinander verbinden, sind Gleitrollen zur Distanzierung der einzelnen Windungen der lederbänder vorgesehen. Die Stützen bzw. die federbänder weisen Kugelrollen oder Schwenkrollen auf, mit deren Hilfe sie auf einem Kunststoffbelag gleiten. Um Unebenheiten der G-leitflachen ausgleichen zu können, werden die Kugelrollen oder die Schwenkrollen federnd angebracht. Damit die lederbänder ihre Spirallinienform insbesondere beim Zurückdrehen vom zusammengewickelten zum offenen Zustand entgegen der Belastung durch die Kabel und die Hollen in jedem mechanischen Spannungszustand möglichst gut beibehalten, ist es vorteilhaft, die lederbänder an der inneren Einlauf kurve ^©sa. der Spiralform verstärkt auszubilden und/oder durch Abfangelemente, z.B. durch Seilzüge, Gelenkbänder,. Laufrillen oder dergl., in der Ausrichtung nach einer Spirallinie zu unterstützen.

Die !Teuerung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert«

Bei der in figur 1 dargestellten Ausführungsform wird in zwei Ebenen von den feststehenden Bauwerkteilen 1 und 2 eine größere Anzahl senkrecht übereinander angeordneter Kabel 3 in Spiral-

'■■"■■■'-.■■'■ ■ . ,/ -6-

form horizontal drehbar direkt zu den auf dem drehbaren Stationsteil 4 aufgestellten Einrichtungen 5 geführt! Kabel werden durch lederstahl-Tragbänder β gestützt. Diese Bänder übernehmen auch die Führung der Kabel auf der spirallinsenförmigen Bahn. Um die von den Kabelbandspiralen ausgeübten Drehmomente wenigstens zum Teil auszugleichen, können die beiden Spiralen auf den Ebenen 1 und 2 im Wiekelsinn entgegengesetzt eingebaut werden. Besondere Beachtung erfordern die die Spiralform des Kabelbandes bestimmenden Elemente. So ist es vorteilhaft, die Federbandspiralen an der inneren Einlaufkurve, z.B. durch zusätzliche Blattfedern, genügend biegungssteif zu machen; da aber die G-esamt steifigkeit für einen gleichmäßigen Aufwickelvorgang ein gewisses Maß nicht übersehreiten darf, können zur Übernahme größerer Drehmomente am inneren Seil der Spiralform eine oder mehrere Abfangelemente 7, z.B. Seile, vorgesehen werdenf hierdurch kann z.B. ein Ausknieken der Spirale verhindert werden. Die Kabel 5'-sind in der neutralen Biegeachse der Spirale angeordnet, damit im Kabel nur reine Biegebeanspruchungen auftreten» Die insbesondere bei koaxialen Leitungen schädlichen Torsionsbeanspruchungen werden dadurch vermieden. Durch geeignete Wahl des Außen- und Innendurchmessers und der Windungszahl der Spirale sind große Drehbereiche, z.B. eine Drehung um 720° möglieh, ohne die zulässige Biegung der Kabel zu überschreiten. Diese Bedingung setzt natürlich voraus, daß die innerste Windung der

Spirale einen entsprechend großen Wickelkern vorfindet. Außer den elektrischen Leitungen können noch andere Leitungen, die zur Zuführung von Gasen, flüssigkeiten oder anderen Stoffen dienen, vorgesehen werden.

In der figur 2 ist in perspektivischer Darstellung ein Querschnitt durch zwei benachbarte Windungen der zusammengedrehten Kabelbandspirale und in figur 3 ein Querschnitt durch ein Kabelband dargestellt« Zwischen den beiden Tragbändern 6 sind die Kunststoffkabel 3 in der neutralen Biegeachse der Spirale an den Schienen 8 befestigt. Während die U-förmigen Querstege die Tragbänder 6 fest miteinander verbinden, sind die Schienen 8 über Gelenke 10 an den Tragbändern 6 drehbar gelagert j dadurch wird die Gesamtbiegungssteifigkeit des aus Kabeln und Tragbändern bestehenden Bandkabels genügend klein. Einige Querstege 9 besitzen am oberen und unteren Ende horizontal angeordnete G-leitrollen 11, die eine Banddistanzierung zwischen den einzelnen Windungen sicherstellen. Das Gewicht der Bandtragkonstruktion einschließlich der Kabel wird von Kugelrollen 12 oder von den in figur 1 gezeigten Sehwenkrollen 12', die in kurzen Abständen mit dem unteren federband 6 vorzugsweise über eine in figur 4 gezeigte Abfederung 13 verbunden sind, aufgenommen. Die Kugelrollen besitzen einen besonders kleinen Rollwiderstand nach jeder Richtung und gewährleisten bei kleinen Winkelgeschwindigkeiten der Kabelbandwindungen einen ruckfreien Gang. Verschieden dicke Kabel können, wie in figur 3 gezeigt.

durch eine Ausgleiehsschiene 14 so zwischen den Bändern 6 angeordnet werden, daß sich alle Kabel in der neutralen Biegeachse der Spirale befinden. Bei dieser Anordnung werden die Kabel bei der Biegung mechanisch am geringsten beansprucht.

Bei der Anordnung nach der Feuerung kann in Torteilhafter Weise für jede Übertragungsleitung zwischen dem beweglichen und dem stationären Teil das geeignete Kabel mit den vorgeschriebenen elektrischen Werten benutzt werden. Jedes dieser Kabel verläuft ohne Unterbrechung von den stationären bis zu den bewegliehen Einrichtungen, so daß in den Leitungszügen keine elektrischen Stoßstellen vorhanden sind. Da die Kabel übereinander nach der Art eines flachbandes zwischen Bandfedern gehaltert werden, ist eine exakte lührung der Kabel in Spiralform gewährleistet. Von besonderem Vorteil ist es hierbei, eine Bahn mit möglichst geringem Rollwiderstand für Kugelrollen zu schaffen, damit sich die spirallingenförmige Bandkabe!konstruktion mögliehst leicht auf ihrer Unterlage bewegen kann. Kunststoffbeläge mit besonders großer Oberflächenhärte sind bekannt; sie können bei der Anordnung nach der leuerung mit großem Vorteil angewandt werden.

Im Gegensatz zu der Darstellung in Mgur 1 kann man auch eine einfache Kabelbandspirale als Verbindungsglied zwischen dem stationären Teil der Bodenstation und dem beweglichen Teil

"benutzen. Im Mittelpunkt der Drehachse kann man z.B. Kühlwasser oder dergl. zuführen$ desgleichen kann man zusätzlich noch Schleifringe für die Stromversorgung anordnen.

8 Schutzansprüche 4 figuren

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Claims

HMkJ 022*12.3. Schutzansprüche

1. Leitungszuführung zu um eine vertikale Achse höchstens um einige Umdrehungen drehbaren elektrischen Einrichtungen, hei der zvd.sch.en der Achse und der drehbaren Einrichtung und einer stationären Einrichtung von Stützeinrichtungen in ihrer neutralen Biegeaehse getragenen Kabel und Leitungen spirallinienförmig verlaufend angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung aus über U-förmige Querstege miteinander verbundenen lederbändern besteht und daß die Kabel und Leitungen zwischen diesen Federbändern in an sich bekannter Weise in der neutralen Biegeaehse der Federbander_ angeordnet sind»

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel und Leitungen an besonderen U-förmigen Schienen befestigt sind und daß die Schienen derart geformt und über Drehgelenke derart an den Federbändern gelagert sind, daß sich die Kabel und Leitungen in der neutralen Biegeaehse der Federbänder befinden.

3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Querstegen Gleitrollen zur M-stanzierung der einzelnen Yifindungen der Federbänder vorgesehen sind. ■ ■ ..

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtung mittels Kugelrollen oder Schwenkrollen auf ihrer Laufbahn gelagert ist und daß die Hollen über eine Abfederung mit den Stützen oder IFederbändern verbunden sind,

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufbahn für die Hollen aus einem Kunststoff mit sehr harter Oberfläche besteht.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lederbänder am inneren Ende der
Spiralform verstärkt ausgebildet sind»

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mechanische Abfangelemente an der inneren
Einlaufkurve der spirallinienförmig verlaufenden Siätzeinrichtungen.

8* Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß biegsame metallische oder nichtmetallische Rohre als nichtelektrische Leitungen benutzt sind.