DE102021109348A1 - Charging cable with predetermined breaking point - Google Patents
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Abstract
Eine Ladevorrichtung (100) zur Stromversorgung eines Flugzeugs (200) weist ein Kabel (110) zum Verbinden mit dem Flugzeug (200) auf, um elektrischen Strom in ein Bordnetz und/oder einen Stromspeicher des Flugzeugs zu leiten. Hierbei weist das Kabel (110) eine Sollbruchstelle (115) auf, an der das Kabel (110) unter Zug über einem vorgegebenen Grenzwert in einen ersten Teil (112) und einen zweiten Teil (114) reißt, der die Verbindung zum Flugzeug (200) aufweist.A charging device (100) for supplying power to an aircraft (200) has a cable (110) for connection to the aircraft (200) in order to conduct electrical current into an on-board network and/or a power storage unit on the aircraft. Here, the cable (110) has a predetermined breaking point (115) at which the cable (110) tears under tension above a predetermined limit value into a first part (112) and a second part (114), which connects to the aircraft (200 ) having.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zur Stromversorgung eines Flugzeugs, die ein Ladekabel mit einer Sollbruchstelle aufweist.The present invention relates to a charging device for supplying power to an aircraft, which has a charging cable with a predetermined breaking point.
Flugzeuge werden zwischen Flugbewegungen am Boden mit externem Strom versorgt, typischer Weise mit z.B. 400Hz bei bis zu 180 kVA oder mit 28V und bis zu 2500 A. Dazu werden üblicherweise große, massive Stecker verwendet, die in das Flugzeug gesteckt werden. Die Stromversorgung erfolgt hierbei entweder über die Fluggastbrücke und fest daran montierte Umformer oder auf der Außenposition mittels eines mobilen Stromgenerators, z.B. einem Diesel-Generator, der z.B. auf einem fahrbaren Anhänger montiert ist.Aircraft are supplied with external power between flight movements on the ground, typically with e.g. 400Hz at up to 180 kVA or with 28V and up to 2500 A. This usually uses large, solid plugs that are plugged into the aircraft. The power supply is provided either via the passenger boarding bridge and converters permanently mounted on it or on the outside position by means of a mobile power generator, e.g. a diesel generator, which is mounted on a mobile trailer, for example.
Diese Bodenstromversorgung wird kurz vor Abflug des Flugzeuges, z.B. nach dem Starten der Triebwerke, abgekoppelt und entfernt. Hierbei besteht das Problem, dass vergessen werden kann, das Ladekabel vom Flugzeug zu lösen, z.B. wenn in der Hektik vor dem Abflug die Bodencrew den Anhänger wegfährt, ohne das Kabel vom Flugzeug abzustecken.This ground power supply is disconnected and removed shortly before departure of the aircraft, e.g. after starting the engines. The problem here is that it is possible to forget to disconnect the charging cable from the aircraft, e.g. if the ground crew removes the trailer in the rush before departure without unplugging the cable from the aircraft.
Hierdurch kann erheblicher Schaden am Flugzeug entstehen, der neben den eigentlichen Reparaturkosten auch zusätzliche Kosten aufgrund des Ausfalls der Maschine und dem damit verbundenen Zeitverlust verursacht. Zudem kann es auch bei der Bodenstromversorgungseinheit zu Schäden kommen, die aus dem ruckartigen Herausreißen des Ladekabels und der damit einhergehenden mechanischen Belastung der Verbindung des Kabels mit der Bodenstromversorgung resultieren.This can cause considerable damage to the aircraft, which, in addition to the actual repair costs, also causes additional costs due to the failure of the machine and the associated loss of time. In addition, the ground power supply unit can also be damaged as a result of the charging cable being pulled out abruptly and the associated mechanical stress on the connection of the cable to the ground power supply.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Ladevorrichtung anzugeben, die hilft, auf Nachlässigkeiten beruhende Schäden am Flugzeug und an der Bodenstromversorgung zu vermeiden. Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.The invention is therefore based on the object of specifying a charging device which helps to avoid damage to the aircraft and to the ground power supply caused by negligence. This object is achieved with the subject matter of claim 1.
Eine derartige Ladevorrichtung zur Stromversorgung eines Flugzeugs weist ein Kabel zum Verbinden mit dem Flugzeug auf, um elektrischen Strom in ein Bordnetz und/oder einen Stromspeicher des Flugzeugs zu leiten, wobei das Kabel eine Sollbruchstelle aufweist, an der das Kabel unter Zug über einem vorgegebenen Grenzwert in einen ersten Teil und einen zweiten Teil reißt, der die Verbindung zum Flugzeug aufweist.Such a charging device for supplying power to an aircraft has a cable for connection to the aircraft in order to conduct electrical current into an on-board network and/or a power storage unit of the aircraft, the cable having a predetermined breaking point at which the cable is pulled above a predetermined limit value tears into a first part and a second part that has the connection to the aircraft.
Die Ladevorrichtung weist also ein Ladekabel auf, das eine Sollbruchstelle enthält, die ein normales Arbeiten mit dem Kabel ermöglicht. Das heißt, die Sollbruchstelle bricht nicht unter Belastungen, die während des üblichen Arbeitsbetriebs auftreten können. Das Kabel kann hierbei derart geformt sein, dass es beim üblichen Arbeitsbetrieb nicht an der Sollbruchstelle berührt wird. Eine Durchtrennung des Kabels erfolgt aber, wenn die am Kabel anliegende Zugkraft einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, z.B. wenn ein Versorgungswagen mit der Stromquelle vom Flugzeug wegfährt, ohne zuvor das Kabel zu lösen. Das Kabel reißt hierbei in zwei Teile, von denen einer die Verbindung zum Flugzeug aufweist und an diesem nach dem Durchtrennen des Kabels verbleibt.The charging device thus has a charging cable that contains a predetermined breaking point that allows normal work with the cable. That is, the predetermined breaking point does not break under stresses that can occur during normal working operations. In this case, the cable can be shaped in such a way that it is not touched at the predetermined breaking point during normal working operation. However, the cable is severed if the tensile force on the cable exceeds a specified limit, e.g. if a supply truck with the power source drives away from the aircraft without first detaching the cable. The cable tears into two parts, one of which has the connection to the aircraft and remains on it after the cable is severed.
Auf diese Weise können trotz einer aufgrund von Nachlässigkeiten aufgetretenen fehlenden Lösung der Verbindung zwischen Ladevorrichtung und Flugzeug Schäden verhindert werden.In this way, damage can be prevented despite the fact that the connection between the charging device and the aircraft has not been released due to negligence.
In der Ladevorrichtung kann das Kabel einen Stecker zum Verbinden mit dem Flugzeug aufweisen, in dem die Sollbruchstelle ausgebildet ist. Das Kabel mündet also in einem Stecker, der entsprechend der notwendigen Vorgaben für die Verbindbarkeit mit dem Bordnetz von Flugzeugen ausgebildet ist. Der Stecker weist aber die Sollbruchstelle auf, das heißt, der Stecker bricht bzw. reißt und durchtrennt dadurch das Kabel. Hierbei verbleibt nur ein relativ kurzer Rest des Steckers in der Anschlussbuchse des Flugzeugs, wodurch sich die aerodynamischen Eigenschaften des Flugzeugs nur wenig ändern.In the charging device, the cable can have a plug for connection to the aircraft in which the predetermined breaking point is formed. The cable thus ends in a plug which is designed in accordance with the necessary specifications for the ability to be connected to the on-board network of aircraft. However, the connector has a predetermined breaking point, which means that the connector breaks or tears and thereby severs the cable. In this case, only a relatively short remainder of the plug remains in the connection socket of the aircraft, which means that the aerodynamic properties of the aircraft change only slightly.
Der Stecker kann hierbei aus mindestens zwei Teilen bestehen und die Sollbruchstelle kann aus der Verbindung zwischen diesen zwei Teilen bestehen. Der Stecker ist also mehrteilig aufgebaut, wobei die Verbindung zwischen den einzelnen Teilen z.B. aufgrund der Reibung zwischen den einzelnen Teilen des Steckers so groß ist, das der Stecker für den Normalbetrieb wie ein gewöhnlicher, aus einem Teil bestehender Stecker wirkt. Nur unter besonders großen Belastungen reißt der Stecker auseinander. Dies stellt einerseits die Sollbruchstelle bereit. Andererseits kann die Ladevorrichtung auch nach dem Auseinanderreißen weiter verwendet werden, indem der Stecker wieder zusammengefügt wird bzw. indem ein gegebenenfalls verschlissenes Endteil des Steckers durch ein Ersatzteil ersetzt wird.The plug can consist of at least two parts and the predetermined breaking point can consist of the connection between these two parts. The plug is therefore constructed in several parts, the connection between the individual parts being so large, e.g. due to the friction between the individual parts of the plug, that the plug acts like a conventional plug consisting of one part for normal operation. The plug only tears apart under particularly high loads. On the one hand, this provides the predetermined breaking point. On the other hand, the charging device can continue to be used even after it has been torn apart by reassembling the plug or by replacing an end part of the plug that may be worn out with a spare part.
Im Kabel können stromführende Elemente entlang der Kabelrichtung mehrteilig ausgebildet und über eine Kopplung elektrisch leitend verbunden sein. Die Kopplung ist dann in dem ersten Teil des Kabels derart angeordnet, dass nach einem Bruch des Kabels an der Sollbruchstelle die in dem ersten Teil des Kabels angeordneten stromführenden Elemente nicht aus dem ersten Teil herausragen. Das Kabel enthält also stromführende Leiter, die nicht durchgängig ausgebildet sind, sondern innerhalb der Kabelhülle bzw. innerhalb des das Kabei abschließenden Steckers ineinander eingreifen, z.B. in der Form von Metallstiften oder - pins, die in entsprechende Buchsen eines Gegenstücks eingreifen. Reißt das Kabel an der Sollbruchstelle, löst sich auch diese Kopplung. Die Kopplung der stromführenden Elemente ist hierbei entlang der Kabelrichtung gegenüber der Sollbruchstelle in die vom Flugzeug abgewandte Richtung versetzt angeordnet. Dadurch verbleiben die stromführenden Elemente auf Seiten der Bodenstromversorgung nach der Durchtrennung des Kabels vom Kabelmantel umhüllt, d.h. sie ragen nicht aus diesem heraus. Dadurch kann die Gefahr von Stromschlägen für das Bodenpersonal stark verringert werden, da keine offenen, stromführenden Elemente aus dem am Boden verbleibenden Teil des Kabels hervorstehen. Ist die Sollbruchstelle in dem Stecker ausgebildet, kann auch die Kopplung versetzt im Stecker angeordnet sein, so dass die Ladevorrichtung durch aufstecken des Endstücks des Steckers wieder vervollständigt werden kann.In the cable, current-carrying elements can be designed in several parts along the direction of the cable and be electrically conductively connected via a coupling. The coupling is then arranged in the first part of the cable in such a way that after a break in the cable at the predetermined breaking point, the current-carrying elements arranged in the first part of the cable do not protrude from the first part. The cable therefore contains current-carrying conductors which are not designed to be continuous, but rather engage in one another within the cable sheath or within the plug terminating the cable, eg in the form of metal pins or - pins, which engage in corresponding sockets of a counterpart. If the cable tears at the predetermined breaking point, this coupling is also released. In this case, the coupling of the current-carrying elements is offset along the direction of the cable in relation to the predetermined breaking point in the direction away from the aircraft. As a result, the current-carrying elements on the side of the ground power supply remain encased by the cable sheath after the cable has been severed, ie they do not protrude from it. This can greatly reduce the risk of electrocution for ground personnel, since there are no open, live elements protruding from the part of the cable that remains on the ground. If the predetermined breaking point is formed in the plug, the coupling can also be arranged offset in the plug, so that the charging device can be completed again by plugging in the end piece of the plug.
Die Ladevorrichtung kann des Weiteren eine Kabelentlastung zum Befestigen an dem Flugzeug und dem Kabel aufweisen, die geeignet ist, bei mit dem Flugzeug verbundenem Kabel das Gewicht des Kabels zu tragen. Hierbei, kann die Kabelentlastung eine Entlastungssollbruchstelle aufweisen, die bei einem Zug auf die Kabelentlastung über einem vorgegebenen Entlastungsgrenzwert reißt. Um das Kabel bei der Versorgung des Bordnetzes eines Flugzeugs sicher mit dem Flugzeug zu verbinden, ohne befürchten zu müssen, dass sich das Kabel aufgrund seines Gewichts von dem Flugzeug löst, sind Kabelentlastungen gängig, z.B. in Form eines an dem Flugzeug und dem Kabel befestigbaren Bandes oder Gurtes. Wird eine derartige Kabelentlastung mit der oben beschriebenen Ladevorrichtung verwendet, muss auch diese eine Sollbruchstelle aufweisen, die ein Abreißen der Kabelentlastung garantiert, nachdem das Kabel selbst gerissen ist.The charging device can further comprise a cable relief for attachment to the aircraft and the cable, which is suitable for supporting the weight of the cable when the cable is connected to the aircraft. Here, the cable relief can have a relief predetermined breaking point, which tears when the cable relief is pulled above a predetermined relief limit value. In order to securely connect the cable to the aircraft when supplying the on-board network of an aircraft without having to fear that the cable will detach from the aircraft due to its weight, cable reliefs are common, e.g. in the form of a strap that can be fastened to the aircraft and the cable or harness. If such a cable relief is used with the charging device described above, it must also have a predetermined breaking point that guarantees that the cable relief will be torn off after the cable itself has snapped.
Die Ladevorrichtung kann des Weiteren eine vorzugsweise fahrbare Stromquelle für die Bereitstellung des elektrischen Stroms aufweisen, d.h. der Begriff der Ladevorrichtung kann auch die gesamte Bodenstromversorgung beinhalten, sei es in fest montierter Form oder in Form eines fahrbaren Anhängers.The charging device can also have a power source, preferably a mobile one, for providing the electrical power, i.e. the term charging device can also include the entire ground power supply, be it in a permanently installed form or in the form of a mobile trailer.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Figuren beispielhaft beschrieben. Diese Beschreibung ist nicht als einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist allein durch die Ansprüche definiert. Es zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer Ladevorrichtung; und -
2 eine schematische Darstellung eines Steckers einer Ladevorrichtung.
-
1 a schematic representation of a charging device; and -
2 a schematic representation of a plug of a charging device.
Die
Die Verbindung des Kabels 110 mit dem Flugzeug 200 kann über einen Stecker 120 erfolgen, der hinsichtlich seiner Einsteckbarkeit in die Verbindungsbuchse 210 üblicher Weise verwendeten Steckern entspricht.The
Das Kabel 110 der Ladevorrichtung 100 weist eine Sollbruchstelle 115 auf, an der das Kabel 110 reißt, wenn es einer Zugkraft ausgesetzt ist, die größer als ein vorgegebener Grenzwert ist. Dieser Grenzwert ist derart angepasst, dass er ein tägliches Arbeiten mit dem Kabel 110 erlaubt, ohne die Stromversorgungsfunktion des Kabels 110 zu beeinträchtigen, aber zu einem Durchreißen des Kabels 110 führt, bevor durch unsachgemäßen Zug an dem Kabel 110, z.B. quer oder schräg zu Kabelrichtung bzw. zur Einsteckrichtung in die Verbindungsbuchse 210, ein Schaden am Flugzeug 200 entsteht.The
Tritt ein Zug oberhalb des Grenzwertes auf, wird das Kabel 110 entlang der Sollbruchstelle 115 in zwei Teile 112, 114 geteilt. Ein erster Teil 112 verbleibt in Verbindung mit der Stromquelle 130, während der zweite Teil 114, der die Verbindung zum Flugzeug 200 aufweist, mit diesem in Verbindung bleibt.If a train occurs above the limit value, the
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass bei einer Relativbewegung von Flugzeug 200 und Stromquelle 130, die ohne vorheriges Lösen des Kabels 110 erfolgt, das Kabel 110 reißt, bevor Schäden am Flugzeug 200 oder der Stromquelle 130 entstehen.In this way it can be ensured that in the event of a relative movement of
Vorzugsweise ist die Sollbruchstelle 115 innerhalb des Steckers 120 angeordnet, wie in der
Das Kabel 110 und der Stecker 120 sind nach außen aus einem nichtleitenden Material ausgebildet, z.B. aus Gummi oder Hartkunststoff, das verschleißfest, beständig gegen Chemikalien wie Glykol, Hydraulikflüssigkeit, Formiate, Pilzbefall, UV-Strahlung und witterungsbeständig ist, und weisen innenliegende stromführende Komponenten auf.The
Um ein Reißen des Kabels zu erleichtern und um klar zu definieren, wo die stromführenden Komponenten getrennt werden, können stromführenden Komponenten entlang der Kabelrichtung in einer Kopplung, etwa einer Steckverbindung oder dergleichen, ineinander eingreifen, um einen leitenden Kontakt zu bilden. Reißt das Kabel 110 bzw. der Stecker 120 löst sich auch diese Kopplung. Die Kopplung ist hierbei vorzugsweise innerhalb des ersten Teils 112 des Kabels 110 angeordnet, um sicherzustellen, dass nach einem Riss des Kabels 110 keine stromführenden Teile aus dem am Boden verbleibenden ersten Teil 112 herausragen, die zu Verletzungen des Bodenpersonals führen könnten.To facilitate tearing of the cable and to clearly define where the current-carrying components are separated, current-carrying components can be mated along the cable direction in a coupling, such as a connector or the like, to form a conductive contact. If the
Insbesondere kann die Kopplung auch im Stecker 120 ausgebildet sein, wie etwa in der
In die Hülle 126 eingesteckt wird ein Endabschnitt 128 des Steckers 120, der sowohl den elektrischen Kontakt mit der Verbindungsbuchse 210 des Flugzeugs 200 als auch mit den Metallstiften 122 ermöglicht. Bei einem den Grenzwert übersteigenden Zug, der auf den Stecker 120 wirkt, löst sich die Hülle 126 mitsamt den darin angeordneten Metallstiften 122 von dem Endabschnitt 128, der am Flugzeug 200 verbleibt.An
Auf diese Weise wird zum einen sichergestellt, dass die Metallstifte 122 nicht aus dem ersten Teil 112 des Kabels 110 herausragen, wodurch die Verletzungsgefahr durch Stromschläge reduziert wird. Zum anderen ist der Endabschnitt 128 kompakt und beeinträchtigt die aerodynamischen Eigenschaften des Flugzeugs 200 kaum, auch wenn er nach dem Abreißen in der Verbindungsbuchse 210 verbleibt. Überdies kann der Stecker 120 durch wiederaufstecken des Endabschnitts 128 bzw. eines Ersatzteils in einfacher Weise wieder komplettiert werden. Der Stecker 120 kann zudem in einfacher Weise gewartet werden, da der Endabschnitt 128 und/oder die Metallstifte 122 bei Verschleiß leicht zugänglich sind und damit leicht ausgetauscht werden können.On the one hand, this ensures that the metal pins 122 do not protrude from the
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