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Automatische Stromabnahmevorrichtung mit Sicherheitseinrichtung
Manchmal ist es erforderlich, relativ schwere Arbeitsgeräte mittels Brückenkran od. dgl. zwischen mehreren Stationen, in denen die Geräte abwechselnd arbeiten sollen, zu verschieben und in jeder Sta- tion an das Speisestromnetz anzuschliessen. Es müssen dann in allen Arbeitsstationen Stromanschlussein- richtungen vorgesehen sein. Wegen des grossen Gewichtes der Geräte, der erforderlichen Genauigkeit ihrer Aufstellung in jeder Arbeitsstation, der Vielzahl der erforderlichen Anschlüsse und schliesslich auch Im
Hinblick auf die Sicherheitsvorschriften ist es erwünscht, hiefur eine automatisch in Wirkung tretende elektrische Stromabnahmevorrichtung zu schaffen.
Die Erfindung betrifft eine derartige automatische Stromabnahmevorrichtung mit erhöhter Sicherheit, die mit besonderem Vorteil, aber nicht ausschliesslich, in einer Beizanlage verwendet werden kann, bei der korbartige Käfige, welche die zu beizendenwaren enthalten, samt zugeordneten Aufhänge- und Aushebevorrichtungen oberhalb mehrerer Tröge verschoben werden, die mit verschiedenen Bädern gefüllt sind, in welchen die betreffenden Waren der Reihe nach behandelt werden sollen. In einer solchen Anlage ist wegen der Möglichkeit des Verspritzens von Säure und wegen der Feuchtigkeit der Luft eine automatische und zugleich sichere Funktion der Stromabnahmevorrichtungen von besonderer Bedeutung.
Es ist insbesondere erforderlich, dass die Stromabnahmevorrichtungen gegen Säurespritzer geschützt sind und dass ihre inneren Teile in einer reinen oder durch Filter oder einExpansionsgefäss geschützten Atmosphäre arbeiten.
Eine gemäss der Erfindung ausgebildete Stromabnahmevorrichtung weist im wesentlichen zwei Hauptteile auf, die mit Kontakten ausgestattet sind, welche durch einfache Druckberührung in elektrisch leitende Verbindung kommen, ohne dass die Kontaktteile, wie bei Steckkupplungen, ineinander eingreifen müssen, was eine grosse Genauigkeit der Lageübereinstimmung der Eingriffsteile erfordern würde. Die Tatsache, dass bei der erfindungsgemässen Stromabnahmevorrichtung nur eine relativ geringere Lagegenauigkeit der kontaktgebenden Teile erforderlich ist, ergibt besondere Vorteile in Fällen, in denen in einer bestimmten Arbeitsstation der eine Hauptteil der Vorrichtung unter der Wirkung des Gewichtes eines Arbeitsgerätes von oben her mit dem andern Hauptteil in Druckberührung gebracht wird.
Der eine Hauptteil, im vorstehend erläuterten Falle der obere Hauptteil, ist vorzugsweise mit einem Massekontaktstück unveränderlicher Länge und mit teleskopartig ausgebildeten Stromkontaktstücken ausgestattet, die durch Federn in ihrer maximalen Länge gehalten sind.
Der andere (untere) Hauptteil der Vorrichtung ist auch teleskopartig ausgebildet. Er weist einen Un- terteil-und einen Deckelteil auf, die relativ zueinander verschiebbar sind, wobei sie zweckmässig durch eine Feder in ihrer grössten gegenseitigen Entfernung gehalten werden. Die beiden Teile sind durch eine teleskopartig ausgebildete Erdleitung miteinander verbunden. Der Unterteil und der Deckelteil tragen einander gegenüberliegend angeordnete stift-bzw. buchsenförmige Kontakte, die miteinander zusammenwirken und am Deckelteil angeordneten Kontaktstücken zugeordnet sind.
Diese Kontaktstücke liegen, wenn ein Warenkäfig in die Arbeitsstation eingefahren worden ist, gegenüber den Kontaktstücken des mit diesem Warenkäfig verbundenen oberen Hauptteiles der Vorrichtung ; beim anschliessenden Abnehmen des Warenkäfigsverschiebt dieser unter der Wirkung seines Gewichtes denDeckelteil relativ zum Unterteil des unteren Hauptteiles der Vorrichtung nach unten.
Die Längen der am Deckelteil und am Unterteil angeordneten stift-und buchsenförmigen Kontaktteile sind nicht beliebig bemessen. Die Länge bestimmter Kontaktteile, die einem Hilfsstromkreis zugeordnet sind, ist kleiner als die Länge der dem Hauptstromkreis zugeordneten Kontaktteile, wodurch es
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ermöglicht wird, dass beim Aufsetzen eines Warenkäfigs zuerst nur die letzteren Kontaktteile und erst nachher die Kontaktteile des Hilfsstromkreises zum Eingriff kommen. Auf diese Weise ist es möglich, ein Relais fernzusteuern, das einen Hauptschalter schliesst, oder ein Schauzeichen zu betätigen, das anzeigt, dass der Hauptschalter von Hand aus geschlossen werden darf.
Es ist klar, dass beim Abheben des Warenkäfigs die geschilderten Vorgänge infolge der erläuterten Konstruktion derStromabnahmevorrichtung in umgekehrter Reihenfolge stattfinden. Hiebei wird also, wenn sichinfolgedes Abhebens des Warenkäfigs dieFeder zwischen dem Unterteil und demDeckelteil des unteren
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schliesslich werden die teleskopartig ausgebildeten Kontakte des oberen Hauptteiles, die keinen Strom mehr führen, von den Kontaktstücken, mit denen sie zusammengewirkt haben, abgehoben.
Die erfindungsgemässe Stromabnahmevorrichtung bietet somit Sicherheit gegen Beschädigungen, die sonst bei einer unrichtigen Einstellung der Lage des Trägers eines Warenkäfigs entstehen könnten sowie gegen Schäden, die durch die Feuchtigkeit der Luft und durch Säuren bewirkt werden können, und schliess- lich auch gegen die Unfallgefahr, die bei direkter Handhabung üblicher Stromanschlusseinrichiungen durch das Bedienungspersonal besteht.
Zur Vermeidung von Unfällen durch Berührung von stromführenden Teilen beim Herstellen einer Anschlussverbindung ist es bei schlagwettersicheren oder wasserdichtenSteckdosen bereits bekannt, zwischen denSteckdosenbüchsen und denNetzleitungsklemmen federnde Schaltkontakte anzuordnen, die normalerweise geöffnet sind und erst nach dem vollständigenEinführen des mit dem stromverbrauchenden Gerät verbundenen Steckers in die ortsfeste Steckdose geschlossen werden.
Für ein automatisches Anschliessen eines Arbeitsgerätes im Sinne der Aufgabenstellung der Erfindung kommt allerdings einsteckdosenanschluss nicht in Betracht, weil es beim Transport eines schweren Arbeitsgerätes, insbesondere unter Verwendung eines Brückenkranes, ausgeschlossen ist, das Gerät so genau oberhalb einer Anschlussstelle anzuhalten, dass beim Absenken des Gerätes die Kontaktteile eines Steckanschlusses miteinander in Eingriff versetzt werden könnten.
Die Schaltkontakte der erwähnten bekannten Steckdosen sind ferner in einer besonderen Kammer des Steckdosengehäuses untergebracht, die nach aussen durch einen Dichtungsbalg oder einen Dichtungsring verschlossen ist. DieseDichtungen können aber nur die Schaltkontakte, nicht aber die Steckdosenbüchsen gegen eine Berührung mit schädlichen Gasen oder Dämpfen schützen.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel, ohne Beschränkung auf dieses, näher erläutert. Die Fig. 1A und 1B zeigen in Axialschnitten den oberen bzw. unteren Hauptteil einer erfindungsgemässen Stromabnahmevorrichtung vor der Kontaktberührung der beiden Hauptteile und Fig. 2 zeigt in gleicher Darstellung die beiden Hauptteile in Kontaktberührung nach dem Aufsetzen eines mit demortsveränderlichen Hauptteil der Stromabnahmevorrichtung verbundenen Arbeitsgerätes an der Arbeitsstation. Fig. 3 ist eine schematische Draufsicht, aus
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Linien 1-IA bzw. I-IB deuten die Lage der Schnittebenen zu den Fig. 1A bzw. 1B an.
In Fig. 1A ist der obere Hauptteil A einer erfindungsgemässen Stromabnahmevorrichtung im Diametralschnitt veranschaulicht, wobei die Art der Befestigung am verschiebbaren Arbeitsgerät nicht dargestellt ist.
Dieser obere Hauptteil A besteht aus einem in mehrere Teile zerlegbaren Gehäuse 1, das eine aus Isoliermaterial bestehende Bodenplatte 2 aufweist, die von mehreren Kontaktstiften 4 durchsetzt ist. Ein zentraler Kontaktbolzen 3 fixer Länge dient zur Herstellung eines Erdanschlusses, während die teleskopartig ausgebildetenund durch Federn 5 vorgespannten, randseitigen Kontaktstifte 4 die Stromanschlüsse bewirken. Die Kontaktstifte 4 sind mit Klemmen 6 verbunden, an die durch Einlassstutzen 7 geführte Leitungen angeschlossen sind.
Der in Fig. 1B in um die Achse abgewinkeltem Radialschnitt gezeigte untere Hauptteil B der Stromabnahmevorrichtung weist im wesentlichen einen Unterteil 8 und einen Deckelteil 9 auf, die relativ zueinander verschiebbar sind, wobei eine gegenseitige Verdrehung durch einen Führungsstift 10 verhindert ist. Eine Feder 11 sucht den Deckelteil und den Unterteil dauernd voneinander zu entfernen. Die beiden Teile sind miteinander durch einen teleskopartig ausgebildeten Masse- oder Erdungsstift 12 verbunden, der an einen am Deckelteil angeordneten zentralen Kontaktkopf 13 anschliesst.
Auf den Deckelteil ist eine Kappe 14 aufgesetzt, die aus einem isolierenden und abdichtenden
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Material, wie Hartgummi, besteht und von mehreren Kontaktteilen 15a, 15b durchsetzt ist, die an Kon- taktköpfe 16 anschliessen. Die Kappe 14 gewährleistet die Isolation zwischen deneinzelnenKontaktköpfen, wobei die isolierende Wirkung noch durch radiale Rippen 14a, 14b erhöht wird, die zwischen je zwei be- nachbarten Kontaktköpfen 16 ausgebildet sind. Die Kontaktteile 15a dienen zur Herstellung des Haupt- stromkreises und sind etwas länger als die andern Kontaktteile 15b, die zur Herstellung des Hilfsstromkreises dienen.
Der Unterteil 8 trägt eine entsprechende Anzahl von Gegenkontaktteilen 17, die als Steckbuchsen ausgebildet sind. wenn die Kontaktteile 15a, lbt > dle Form von Steckerstiften haben. Diese Gegenkon- taktteile 17 sind auf einer isolierenden Tragplatte 18 montiert und mitdurchEinlassstutzen 19eintretenden
Leitungen verbunden.
Die Abdichtung wird praktisch durch mindestens einen Dichtungsring bewirkt, der zwischen dem Un- terteil und dem Deckelteil angeordnet ist. Falls erforderlich, kann selbstverständlich eine vollständige
Dichtheit gegen spritzende Flüssigkeit durch Verwendung einer verformbaren Wandung, z. B. in Form einer Balgdichtung, erzielt werden. Der Unterteil 8 weist zwei Öffnungen 8a. 8b auf. die in dem die ab- gedichteten Einfiihrungsstutzen 19 tragenden Teil ausgebildet sind, um einen Luftausgleichim unteren
Hauptteil B zu ermöglichen, weil in diesem bei jeder Annäherung und Entfernung des Deckelteiles an den bzw. vom Unterteil eine Pumpenwirkung auftritt. Die Öffnungen 8a, 8b dienen zugleich für den Abzug von Kondensaten, die sich stets in Apparaten dieser Art bilden.
Die Tatsache, dass die Fig. 1B ein in der Achse abgewinkelter Schnitt (I-IB in Fig. 3) ist, erklärt die
Nichtübereinstimmung der Fig. 1A und 1B hinsichtlich der Anzahl der Kontaktteile. Die tatsächliche Anordnung dieser Teile ist aus Fig. 3. ersichtlich, die als Ausführungsbeispiel für den Fall gewählt ist, dass die Speisung des Gerätes mit Dreiphasenstrom erfolgt und der Hilfsstromkreis zwei Leitungen hat. Dieser Hilfsstromkreis, dessen Montage nicht dargestellt ist, kann beispielsweise ein Relais, das einen Fernschalter für den Hauptstromkreis betätigt, oder noch einfacher eine Lampe enthalten, die als Anzeiger für eine mit der Betätigung des Hauptschalters betraute Person dient.
Die Funktion der erfindungsgemässen Stromabnahmevorrichtung geht unmittelbar aus ihrem Aufbau hervor. der die Art und Anordnung der Kontakte bestimmt. Die Funktion verläuft bei gegensinniger Betätigung ebenfalls genau gegensinnig und die Stromabnahmevorrichtung geht einfach aus der in denFig. 1A und 1B veranschaulichten Stellung in die Stellung nach Fig. 2 über, in der die einzelnen Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1A und 1B bezeichnet sind, und umgekehrt. Es soll daher nur das Zustandekommen des Kontaktes beispielsweise erläutert werden.
Wenn die Hubeinrichtung einen Warenkäfig und seine Zubehörteile senkt, so wird der obere Hauptteil A mit dem Gehäuse 1 durch die Führungseinrichtung des Warenkäfigs gegen den unteren Hauptteil B (8, 9, 14) der Stromabnahmevorrichtung verschoben. Die teleskopartigen Kontaktstücke 4 stossen hiebe i an den gegenüberliegenden Kontaktköpfen 16 an und schieben sich zusammen, bis das Erdkontaktstück 3 selbst gegen denMassekontaktkopf 13 anstösst.
Das Erdkontaktstück 3, das sich gleichzeitig mit dem Warenkäfig weiter nach unten bewegt, nimmt nun den gleitend verschiebbaren Deckelteil 9 des ortsfesten unteren Hauptteiles B der Stromabnahmevorrichtung mit. wobei die Erdung aus Sicherheitsgründen von vornherein durch den teleskopartigen Leiter 12 gewährleistet ist. Hierauf kommen die Kontaktteile 15a mit den entsprechenden Kontaktteilen 17 in leitende Verbindung und nach einem weiteren, die Sicherheit erhöhenden Verschiebungsweg kommen dann schliesslich die kürzesten Kontaktteile : lib des Hilfsstromkreises mit ihren Gegenkontakten 17 in leitende Verbindung.
Ein im Hilfsstromkreis liegendes Relais kann nun ohne Gefahr den im Hauptstromkreis entfernt angeordneten Schalter schliessen, weil dem Eingriff der Kontaktteile des Hilfsstromkreises der Eingriff der Kontaktteile des Hauptstromkreises jedenfalls vorausgegangen ist.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und schliesst auch Ausführungsformen ein, bei denen äquivalente technische Mittel angewendet werden.
Im besonderen können die Relativlagen der Steckerstifte und der Steckbuchsen vertauscht werden und ebenso die Anordnungen der oberen und unteren Hauptteile der Stromabnahmevorrichtung. Diese Hauptteile können auch in einer von der Vertikalen verschiedenen Richtung angeordnet sein, wenn statt des Gewichtes des Gerätes zur Herstellung des Kontaktes eine andere Druckkraft angewendet wird. Schliesslich kann auch die relative Verschiebung des Unterteiles und des Deckelteiles gegebenenfalls durch eine Kraft bewirkt werden, die unabhängig von jener Kraft ist, welche die Druckberührung zwischen den beiden Hauptteilen der Stromabnahmevorrichtung herbeiführt. In diesem Falle kann die Feder 11 durch eine komplette Verschiebungseinrichtung, z.
B. eine Schraubenspindel oder einen Elektromagnet, ersetzt werden und der Deckelteil kann feststehend und der Unterteil beweglich sein.