專利名稱：恒張力電纜卷筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電纜或電線的架空安裝調(diào)節(jié)和保持機(jī)械張力恒定的裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
就申請人所知，目前在軌道上行走的電動(dòng)設(shè)備的電纜，有的拖拽于地，有的懸掛在空中，容易被其它物件碰傷或砸斷，或因反復(fù)拖擦而磨損，很不安全，使用壽命短。為了解決這個(gè)問題，目前有扭力彈簧卷筒，堵轉(zhuǎn)電機(jī)電纜卷筒，液力電耦合式電纜卷筒，但這些電纜卷筒都不能理想地解決設(shè)備運(yùn)動(dòng)和電纜收放的同步，電纜張力的合適等關(guān)鍵問題。例如，扭力彈簧卷筒，當(dāng)電纜釋放過長時(shí)，因彈簧扭力有限，使電纜張力不夠而下垂拖地；當(dāng)釋放的電纜過短時(shí)，就會形成過大的張力，對電線不利。堵轉(zhuǎn)電機(jī)電纜卷筒中，電纜一直承受著很大的拉力，時(shí)有斷纜現(xiàn)象發(fā)生，斷電時(shí)不能自鎖，引起亂纜；增加剎車裝置，又使構(gòu)造復(fù)雜，成本增大。液力耦合式電纜卷筒，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，停轉(zhuǎn)時(shí)無扭矩。專利號為932463878的恒張力電纜卷筒，利用摩擦片原理，克服了上述電纜卷筒的不足，使電纜始終保持在一個(gè)合理的張緊狀態(tài)下，既不會過松，使電纜下垂拖地，也不會過緊，使電纜承受過大張力。但該恒張力電纜卷筒的集電器是安裝在其尾部的，增加了卷筒設(shè)備的尺寸，限制其在安裝空間受限制的設(shè)備上使用。例如鋼鐵廠、機(jī)械廠的電動(dòng)平車。
本實(shí)用新型的目的是對專利號932463878恒張力電纜卷筒實(shí)行改進(jìn)，將原來安裝在其尾部的集電器碳刷和集電器滑環(huán)改為安裝在卷筒內(nèi)部，這樣就能縮小其外形體積，使之適應(yīng)更多的工作場合。
本實(shí)用新型是這樣設(shè)計(jì)的恒張力電纜卷筒，它有一個(gè)恒張力輸出的蝸輪蝸桿減速機(jī)，減速機(jī)的主軸是空心的，其特征是通過軸瓦在空心的主軸內(nèi)部再安裝一個(gè)空心軸17，空心軸17的一端固定在減速機(jī)的端蓋上，另一端伸進(jìn)卷筒內(nèi)部；集電器的滑環(huán)11安裝在空心軸17上，相對應(yīng)的碳刷12則固定在卷筒10的內(nèi)壁上；電源線的一端連在滑環(huán)11上并從空心軸中通過；另一端接于移動(dòng)設(shè)備本體的輸入電源接頭上；外來電源通過電纜-碳刷-滑環(huán)-電源線，輸送給移動(dòng)設(shè)備本體上的用電器。
本實(shí)用新型中的蝸輪蝸桿減速機(jī)，其蝸轉(zhuǎn)不是通常那樣固定于輸出軸上直接驅(qū)動(dòng)，而是與輸出軸間采用有一定間隙的動(dòng)配合。通過彈簧-壓盤組-蝸輪之間摩擦力，再將驅(qū)動(dòng)力矩傳遞給輸出軸。通過調(diào)節(jié)彈簧壓緊程度來控制摩擦力的大小，使輸出力矩適合于纜的適度張緊。而當(dāng)外界突然干擾(例如外來物掛扯住電纜)造成電纜張力過大時(shí)，摩擦軸之間產(chǎn)生相對滑動(dòng)，不致于強(qiáng)力拉斷電纜。卷取電纜時(shí)，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿蝸輪，通過摩擦力傳遞一個(gè)恒定力矩，驅(qū)動(dòng)卷筒均勻地卷取電纜。釋放電纜時(shí)，移動(dòng)設(shè)備本身行走拉動(dòng)電纜，此時(shí)電機(jī)不工作，蝸桿蝸輪的自鎖作用使摩擦力成為制動(dòng)力矩，電纜受到一個(gè)恒定的張力而放開。所以是長是短，電纜都保持在一個(gè)合適的張緊狀態(tài)下，既不會下垂拖動(dòng)，也不會崩得過緊。卷筒與移動(dòng)設(shè)備本體的同走自動(dòng)調(diào)整，沒有必要增加復(fù)雜的制動(dòng)裝置。在本實(shí)用新型中，上述輸出軸是制成空心的，內(nèi)部再安裝一空心軸?？招妮S一端固定在減速機(jī)箱體的端蓋上使其不能作旋轉(zhuǎn)與其他相對運(yùn)動(dòng)。另一端伸進(jìn)卷筒內(nèi)部，其上裝有集電器滑環(huán)12，電源線一端連在滑環(huán)上并從空心軸中通過，另一端接于移動(dòng)設(shè)備本體輸入電源接頭上。集電器的碳刷13固定在卷筒內(nèi)壁上。外來電源通過電纜-碳刷-滑環(huán)-電源線，輸送給移動(dòng)設(shè)備本體上的用電器。集電器不另占用空間，使本實(shí)用新型的體積大為減小，方便用于安裝空間有限的移動(dòng)設(shè)備上。而且，集電器受卷筒保護(hù)，更加安裝可靠。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是利用摩擦片原理制造的恒張力蝸輪蝸桿減速機(jī)，輸出恒定力矩，使電線在收放中處于一種合適的張緊狀態(tài)，不需附加其它裝置，保持電動(dòng)設(shè)備本體的運(yùn)動(dòng)與電纜收放同步。將集電器內(nèi)置于卷筒內(nèi)部，既保護(hù)了集電器免于工作環(huán)境惡劣帶來的損害，又使其緊湊體積小，可用于更為廣泛的范圍，安全可靠。
下面對照附圖，舉一實(shí)施例。


圖1是恒張力電線卷筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
1、輸入端法蘭2、軸承3、調(diào)節(jié)螺母4、右壓盤5、蝸桿6、蝸輪7、錐形盤8、輸出端蓋9、主軸10、卷筒11、集電器滑環(huán)12、集電器碳刷13、法蘭14、箱體15、左壓盤16、彈簧17、空心軸18、軸瓦19、圓螺母20、電源線21、軸套22、長平鍵對照附圖，在減速機(jī)箱體14上，通過輸出端蓋8、輸入端法蘭1和軸承2安裝有空心的主軸9，其左端伸出箱體14的部分用法蘭13和卷筒10連接起來。主軸9在箱體14內(nèi)的部分，從左至右，依次安裝有錐形盤7、軸套21、左壓盤15、彈簧17、右壓盤4、調(diào)節(jié)螺母3。除調(diào)節(jié)螺母3外，它們都是通過長平鍵22與主軸9聯(lián)接，與主軸9同時(shí)旋轉(zhuǎn)，且左、右壓盤沿長平鍵可在一定范圍內(nèi)作軸向移動(dòng)。蝸輪6與安裝在箱體4上的蝸桿5相嚙合。蝸輪6的孔與主軸9上軸套之間是動(dòng)配合。蝸輪6可繞軸作自由旋轉(zhuǎn)。它卡在錐形盤7和左壓盤15之間。左側(cè)錐形盤7限定了蝸輪6在主軸9上的軸向位置，保證其與蝸桿5的嚙合特性?？梢酝ㄟ^調(diào)整調(diào)節(jié)螺母3來控制彈簧16的壓緊程度，使錐形盤7、蝸輪6、右壓盤15之間摩擦力保持一個(gè)適當(dāng)?shù)闹怠?br> 當(dāng)移動(dòng)設(shè)備開始運(yùn)動(dòng)，需要卷收電纜時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿蝸輪減速，傳遞力矩。由于蝸輪6與主軸9之間有軸套20的隔離，它不能直接驅(qū)動(dòng)主軸9旋轉(zhuǎn)，而是通過摩擦力使緊壓在其左右兩側(cè)的錐形盤7、左壓盤15旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)主軸9，進(jìn)一步帶動(dòng)法蘭13和卷筒10旋轉(zhuǎn)，卷收電線。如果發(fā)現(xiàn)電纜過分松馳，打開減速機(jī)蓋，旋緊調(diào)節(jié)螺母3，使彈簧16壓緊、錐形盤7、蝸輪6、左壓盤15之間摩擦力增大，減速機(jī)輸出力矩增大，增加了電纜的張緊程度。反之，松馳彈簧16的壓緊力，減速機(jī)輸出力矩減少，電纜適當(dāng)松馳。調(diào)速好后，電纜卷收自如，張緊程度始終保護(hù)在合適狀態(tài)。
釋放電纜時(shí)，電機(jī)不工作，移動(dòng)設(shè)備本身行走的拉力拉動(dòng)電纜展開，卷筒10反轉(zhuǎn)、帶動(dòng)主軸9及錐形盤7、左壓盤15反轉(zhuǎn)。但由于電機(jī)不工作，蝸桿5、蝸輪6之間的自鎖作用使蝸輪6不能隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。在錐形盤7、蝸輪6、左壓盤15之間的摩擦力阻止此時(shí)的反向旋轉(zhuǎn)，成為制動(dòng)力矩，電纜受到一個(gè)恒定的張力，保持合適的松緊程度而逐步釋放。
無論是卷收或釋放電纜，當(dāng)外界的突然干擾使電纜承受的張力過大時(shí)，錐形盤7、蝸輪6、左壓盤15之間發(fā)生打滑，使卷筒迅速反轉(zhuǎn)、釋放電纜，避免電纜因承受過大張力而損環(huán)。
內(nèi)置集電器的結(jié)構(gòu)是這樣的空心軸17通過軸瓦18，安裝在空心的主軸9的內(nèi)部，軸瓦18的內(nèi)孔與空心軸17之間是動(dòng)配合，二者之間可以相對旋轉(zhuǎn)?？招妮S17的右端用圓螺母19固定在減速機(jī)輸入端法蘭上，使其相對箱體14固定，不作任何運(yùn)動(dòng)。空心軸17的右端，伸入卷筒10的內(nèi)部，頭部裝有集電器的滑環(huán)11，集電器的碳刷12則裝在卷筒10的內(nèi)壁的法蘭13之上。電纜的引入線分別接入碳刷12上(圖中只標(biāo)出一相碳刷)。而移動(dòng)設(shè)備本體的電源線20，一端分別接在集電器滑環(huán)11上，通過空心軸17中心，從其右端引出。接在移動(dòng)設(shè)備本體電源輸入接線柱上，向移動(dòng)設(shè)備供電。
當(dāng)卷筒10旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定于卷筒內(nèi)壁的碳刷12隨著旋轉(zhuǎn)，它是緊靠著相應(yīng)的固定不動(dòng)的滑環(huán)11作的旋轉(zhuǎn)。電源就這樣從外部-電纜-集電器碳刷-集電器滑環(huán)-電源線向移動(dòng)設(shè)備供電。集電器內(nèi)置，使本實(shí)用新型體積大為減少，并使集電器得到良好的保護(hù)，保證了本實(shí)用新型的安全可靠，廣泛地適應(yīng)各種場合使用。
權(quán)利要求1.恒張力電纜卷筒，它有一個(gè)恒張力輸出的蝸輪蝸桿減速機(jī)，減速機(jī)的主軸是空心的，其特征是通過軸瓦在空心的主軸內(nèi)部再安裝一個(gè)空心軸(17)，空心軸(17)的一端固定在減速機(jī)的端蓋上，另一端伸進(jìn)卷筒內(nèi)部；集電器的滑環(huán)(11)安裝在空心軸(17)上，相對應(yīng)的碳刷(12)則固定在卷筒(10)內(nèi)壁上；電源線一端連在滑環(huán)(11)上并從空心軸中通過，另一端接于移動(dòng)設(shè)備本體的輸入電源接頭上；外來電源通過電纜一碳刷-滑環(huán)-電源線，輸送給移動(dòng)設(shè)備本體上的用電器。
專利摘要恒張力電纜卷筒屬于電纜或電線的架空安裝調(diào)節(jié)和保持機(jī)械張力的裝置技術(shù)領(lǐng)域。它解決了目前在直線軌道上行走的各種電動(dòng)設(shè)備的電纜能自動(dòng)收放的問題。它有一個(gè)恒張力輸出的蝸輪蝸桿減速機(jī),在空心的減速機(jī)主軸內(nèi)部再安裝一個(gè)空心軸,使集電器的碳刷、滑環(huán)能安裝在卷筒內(nèi)部,這樣就縮小了外形體積,使恒張力電纜卷筒能適應(yīng)電動(dòng)平車等場合的應(yīng)用。
文檔編號B65H77/00GK2306976SQ9723664
公開日1999年2月10日 申請日期1997年7月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月24日
發(fā)明者江華葆 申請人:馬鋼法蘭環(huán)件制造聯(lián)合公司配件廠