DE1465398C - Elektrische Verbindungskupplung fur selbsttätiges Kuppeln - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbin- teil, der an dem Schleppkabel befestigt ist, erfolgt dungskupplung für selbsttätiges Kuppeln ihres fest auf diese Weise automatisch beim Eintritt in den mit einem beweglichen Gerät verbundenen Geräte- dicht abgeschlossenen Raum, während im Augen-Kupplungsteils mit einem in einer ortsfesten Halte- blick des Herausbewegens der Anschluß-Kupplungsrung gelagerten Anschluß-Kuppungsteil über ein 5 teil in seine Halterung zurückgebracht und der Ge-Verriegelungssystem, das durch entsprechende axial räte-Kupplungsteil frei gemacht wird. Der Anschlußwirkende Kräfte die Ver- oder Entriegelung der Kupplungsteil ist ständig an einem der beiden Organe, beiden Kupplungsteile bewirkt. Halterung oder Geräte-Kupplungsteil verriegelt, er

Die elektrische Speisung von freizügig verfahr- wird aber durch das Kuppeln und das Verriegeln baren Wagen oder anderen beweglichen Geräten aus io mit dem anderen dieser Organe sofort entriegelt,
ortsfesten Stromquellen erfolgt im allgemeinen über Das Kuppeln oder das Entkuppeln der Stromein System biegsamer Kabel, beispielsweise ein Zuführungskupplung erfolgt so automatisch durch Schleppkabel, das unterschiedliche Bewegungen des die Bewegung des Wagens, ohne irgendeinen äußeren Wagens oder Gerätes zuläßt, und Verbindungskupp- Eingriff.

lungen wie der eingangs erwähnten Art (vgl. USA.- 15 In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung entPatentschrift 2 735 993). Bei diesen ist der Anschluß- hält der Anschluß-Kupplungsteil neben einem an Kupplungsteil fest mit der Halterung wie einer sich bekannten Verriegelungssystem mit einer radial Schalttafel verbunden, beispielsweise verschraubt. beweglichen Kugel und einem an sich bekannten Der Anschluß-Kupplungsteil hat ein System von ersten Verriegelungsglied zum Blockieren der Kugel radial beweglichen Kugeln sowie einen axial ver- so in einer Stellung, in der sie nach innen in eine Umschiebbaren Verriegelungsring, der durch eine Rück- fangsnut des Geräte-Kupplungsteils eingreift und den führfeder in eine Stellung gedrückt wird, in der er Anschluß-Kupplungsteil mit diesem verriegelt, ein die Kugeln nach innen in eine umlaufende Nut des zweites Verriegelungsglied, das die Kugel in einer Geräte-Kupplungsteils drückt, so daß der Anschluß- Lage blockiert, in der sie nach außen in eine innere Kupplungsteil mit dem Geräte-Kupplungsteil ver- 35 Nut der ortsfesten Halterung hineinragt und den riegelt ist. Anschluß-Kupplungsteil mit dieser Halterung verWenn jedoch der Wagen oder das Gerät in einen riegelt.

dicht abzuschließenden Raum gebracht und'dort be- Wertere Vorteile und Merkmale der erfindungs-

nutzt werden soll, stört das Vorhandensein dieses gemäßen Verbindungskupplung werden sich aus der

Schleppkabels beim Schließen der Tür dieses Raums 30 folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

und macht das Erzielen einer vollkommen dichten ergeben, das in der Zeichnung veranschaulicht ist.

Abdichtung sehr schwierig. Es zeigt

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, F i g. 1 den Längsschnitt durch eine erfindungseine elektrische Verbindungskupplung zu schaffen, gemäße elektrische Verbindungskupplung zum selbstdie das Anschließen des Wagens oder des Geräts an 35 tätigen Kuppeln, in ihrer Ruhestellung,
das Schleppkabel nach Eintritt in den dicht abzu- F i g. 2 und 3 zwei zeitlich aufeinanderfolgende schließenden Raum und das automatische Lösen Phasen des Kupplungs- und Entriegelungsvorganges, beim Herausbewegen aus diesem Raum gestattet und Die erfindungsgemäße Verbindungskupplung beso ermöglicht, das Hindurchführen des Schlepp- steht im wesentlichen aus drei Hauptteilen: einem kabeis durch die den Raum abschließende Wand- 40 fest mit dem Wagen oder dem beweglichen Gerät begrenzung zu vermeiden. verbundenen Kupplungsteil 1, einem Anschlußkupp-

Die elektrische Verbindungskupplung der eingangs lungsteil 2, der an ein bewegliches Verbindungs- oder

erwähnten Art ist gemäß der Erfindung dadurch ge- Schleppkabel 4 angeschlossen ist, und einer ortsfest

kennzeichnet, daß der Anschluß-Kupplungsteil frei angeordneten Halterung 3, in der der Anschlußkupp-

beweglich und nur bei Nichtgebrauch von der Halte- 45 lungsteil bei seiner Nichtbenutzung untergebracht ist

rung aufgenommen ist, daß durch das Verriegelungs- (F i g. 1).

system der Anschluß-Kupplungsteil mit der Halte- Der Anschluß-Kupplungsteil 2 hat um seine Konrung so verriegelbar ist, daß das Verriegeln des taktelemente 8 herum einen zylindrischen Führungs-Anschluß-Kupplungsteils mit einem der durch das kragen 10, dessen Mantel radiale Durchbrüche 12 Geräte-Kupplungsteil und die Halterung gebildeten 50 aufweist, in denen je eine Kugel 14 untergebracht ist. beiden Organe durch Trennen des Anschluß-Kupp- Es sind beispielsweise drei solche Durchbrüche 12 lungsteils von dem anderen Organ und das Ent- und Kugeln 14 vorhanden. Der Durchmesser der riegeln des Anschluß-Kupplungsteils von einem der Kugeln 14 ist größer als die Wanddicke des Fühbeiden Organe durch Eingriff des Anschluß-Kupp- rungskragens 10, und diese Kugeln ragen infolgelungsteils in das andere Organ vorgenommen wird, 55 dessen entweder nach innen oder nach außen über so daß der Eingriff eines der beiden Organe in den die entsprechenden Flächen der Wand des Kragen-Anschluß-Kupplungsteil diesen von dem anderen teiles 10 hinaus. Ein in einer Ringnut 18 konzen-Organ entriegelt, wonach die Entfernung des ande- trisch zum Führungskragen 10 eingesetzter Ring ist ren Organs den Anschluß-Kupplungsteil mit dem längs der innere» Oberfläche des Führungskragens einen Organ verriegelt. 60 10 axial verschiebbar und steht unter der Wirkung

Demgegenüber war es bisher lediglich noch be- von Federn 20, welche in axiale Sacklochbohrun-

kannt (vgl. deutsche Gebrauchsmuster I 877 055 und gen 22 eingesetzt sind, die sich in die Ringnut 18

1 750 064), einen Stecker bei Nichtgebrauch in eine öffnen. Wenn der Ring 16 durch die Federn nach

gesonderte ortsfeste Halterung zu stecken, die zudem vorn gedrückt wird, so schließt er die radialen Durch-

mit einer Sperre gegen unbefugtes Abnehmen des 63 brüche 12 nach innen ab und drückt die Kugeln 14

Steckers versehen sein kann. nach außen.

Das liinführen und elektrische Kuppeln des Ge- Außerhalb des Kragens 10 ist ein weiterer Ver-

räte-Kupplungsteils mit dem Anschluß-Kupplungs- ricgelungsring 24 in gleicher Weise wie der Ring 16

in eine Ringnut 26 eingesetzt, welche in eine äußere Schulter 27 des Kupplungsteiles 2 eingearbeitet ist. In den Boden dieser Nut 26 öffnen sich axiale Langlochbohrungen 28, in denen je eine Feder 30 sitzt, welche den Verriegelungsring 24 in eine Stellung vorschieben kann, in der dieser Ring die Wanddurchbrüche 12 von außen abschließt und die Kugeln 14 nunmehr in eine Stellung drücken kann, in der sie nach innen vorspringen.

Die Halterung 3, in der der Anschlußkupplungsteil 3 in seiner Nichtgebrauch-Stellung untergebracht wird, hat im wesentlichen die Form eines Hohlzylinders, der an seinen beiden Enden offen ist und in seinem unteren Teil einen breiten Längsschlitz 31 aufweist. Dieser geschlitzte Zylinder, der an der Wand des dicht abzuschließenden Raumes befestigt wird, innerhalb dessen das bewegliche Gerät sich bewegen soll, weist eine innere Ringnut 32 auf, in die — wie es die F i g. 1 und 2 erkennen lassen — sich die Kugeln 14 einfügen, wenn sie durch den inneren Verriegelungsring 16 nach außen gedrückt werden.

Die Halterung 3 ist außerdem mit einem radialen Stift 34 versehen, der mit einem Längseinschnitt 36 des Kragens 10 zusammenwirkt, um die beiden Organe gegeneinander zu zentrieren und eine gegenseitige Drehung zu verhindern.

Der Geräte-Kupplungsteil 1 ist an einem Arm 38 befestigt, der von dem bewegbaren Gerät getragen wird, das nicht dargestellt ist, um die Zeichnung zu vereinfachen. Dieser Kupplungsteil hat um seine Kontaktelemente 8 α herum eine zylindrische Hülse 40, deren äußerer Durchmesser etwas kleiner ist als der innere Durchmesser des Kragens 10, so daß diese Hülse ohne Gewalt in den Kragen 10 hineingeschoben werden kann. Eine äußere Ringnut 42 ist am stirnseitigen Ende dieser zylindrischen Hülse vorgesehen, um die Verriegelungskugeln 14 aufzunehmen, wenn diese in ihre nach innen hervorragende Verriegelungsstellung gedrückt werden. Ein radialer Zentrierstift 44 ist am anderen Ende der Hülse 40 angeordnet.

Wie man aus der F i g. 1 erkennt, ist der Anschluß-Kupplungsteil 2, wenn er nicht benutzt wird, an der Halterung 3 durch die Kugeln 14 verriegelt, welche in der Nut 32 durch den Ring 16 blockiert werden, der unter der Druckwirkung der Federn 20 steht. Die Halterung 3 liegt mit ihrer Stirnfläche an dem stirnseitigen Rand der Schulter 27 an und hält den Verriegelungsring 24 gegen die Wirkung seiner Federn 30 an dem Boden der Ringnut 26 fest.

In dem Augenblick, in dem der Geräte-Kupplungsteil 1 an dem Eingang zu dem abgeschlossenen Arbeitsraum erscheint, wird der Kupplungsteil 1 vor den Anschlußkupplungsteil 2 geführt. Dann wird die Zylinderhülse 40 in den Kragen 10 eingeschoben, wobei sie gleitend in ihm geführt wird; ihr Zapfen 44 greift in den Einschnitt 36 ein und verhindert jede gegenseitige Verdrehung der Kupplungsteile 1 und 2 gegeneinander, so daß die Kontaktelemente 8 bzw. 8 α in einwandfreien Eingriff mit den Gegenkontakten kommen.

Das Ende der zylindrischen Hülse 40 stößt schließlich gegen den inneren Verriegelungsring 16 (F i g. 2) und übt auf diesen eine axiale Druckkraft aus, welche die Wirkung der Federn 20 überwindet. Der Ring 16 wird infolgedessen in die Ringnut 18 zurückgedrückt und gibt die Kugeln 14 frei, welche nun in die Nut 42 in der zylindrischen Hülse 40 eintreten und so den Geräte-Kupplungsteil 1 an den Anschlußkupplungsteil 2 festlegen können. Bei ihrem Eindringen in die Nut 42 haben die Kugeln 14 die Nut 32 der Halterung 3 verlassen und so die Verriegelung mit der Halterung aufgehoben. Schließlich sind die Kontaktelemente 8 und 8 α vollkommen eingekuppelt, und der Wagen oder das bewegliche Gerät wird über den Anschluß-Kupplungsteil 2 gespeist.

Beim weiteren Fortbewegen des Wagens oder

ίο Gerätes nimmt der Kupplungsteil 1 den Anschlußkupplungsteil 2 mit und schiebt ihn aus der Halterung 3 heraus, wobei der äußere Verriegelungsring 24 frei wird, der nun unter der Wirkung der Federn 30 aus seiner Nut 26 heraustritt und die Aufnahmen 12 der Kugeln 14 nach außen abschließt. Damit sind die Kugeln 14 in der Ringnut 42 blockiert, und der Kupplungsteil 1 ist in dem Anschluß-Kupplungsteil 2 verriegelt, den er bei sämtlichen weiteren Bewegungen, d. h. bei allen Bewegungen des beweglichen Wagens oder Gerätes, festhält.

Beim Herausbewegen aus dem dicht abzuschließenden Raum erfolgt das Entkuppeln ebenfalls selbsttätig. Der den Kupplungsteil 1 tragende Arm 38 geht durch den Schlitz 31 der Halterung 3 hindurch, bis der äußere Verriegelungsring 24 des Anschlußkupplungsteiles 2 in Berührung mit der stirnseitigen Fläche der Halterung 3 kommt und in seine Nut 26 zurückgedrückt wird. Sobald sich die Schulter 27 des Anschluß-Kupplungsteils 2 an der Halterung 3 anlegt, hört die Bewegung des Anschlußkupplungsteil 2 auf; der Geräte-Kupplungsteil 1 wird aber weiter '. durch den Wagen oder das Gerät bewegt. Der Rand der Ringnut 42 drückt dann die Kugeln in ihre Aufnahmen 12 zurück und bewirkt ferner, daß die Kugeln nach außen in die Nut 32 eingreifen. Der dann frei werdende Ring 16 wird durch seine Feder 20 vorgeschoben und schließt die Innenseite der Ausnehmungen 12 ab, wodurch der Anschluß-Kupplungsteil 2 wieder in der Halterung 3 verriegelt wird, während der frei gewordene Kupplungsteil 1 von dem Wagen oder Gerät weiter mitgeführt wird. Auf diese Weise kann man einen Wagen oder ein anderes bewegliches Gerät innerhalb einer vollkommen abschließbaren Arbeitskammer benutzen, wobei der Wagen oder das Gerät elektrisch mit einem Schleppkabel oder irgendeinem anderen beweglichen elektrischen Stromversorgungselement bereits beim Eintreten in diese Kammer verbunden und beim Herausbewegen automatisch abgekuppelt wird. Der Wagen oder das Gerät hat eine ausreichende »Steuerautonomie«, so daß er sehr unterschiedliche Bewegungen und Arbeiten durchführen kann, ohne daß eine Verbindung durch die Wand hindurch notwendig ist, die für die einwandfreie Abdichtung häufig nachteilig ist.

Wenn der bewegliche Wagen nacheinander in mehrere abgeschlossene Räume hineingebracht werden soll oder sich von einem solchen Raum in einen anderen bewegen muß, kann es vorteilhaft sein, ihn mit zwei Geräte-Kupplungsteilen 1 auszurüsten, von denen sich der eine in dem Anschluß-Kupplungsteil 2 desjenigen Raumes verriegelt, in den er hineingeführt wird, während der andere den Anschluß-Kupplungsteil 2 in denjenigen Raum, den er verläßt, an den dort vorgesehenen Halterungsteil 3 »abgibt«.

Die beiden Maßnahmen können gleichzeitig und selbsttätig erfolgen; der Zeitverlust beim Wechseln der elektrischen Anschlußverbindungen ist außerordentlich klein, und die Dauer des Öllnens einer Ver-

bindungstür zwischen den beiden abgeschlossenen Räumen wird nicht vergrößert. Die Wirkungsweise bzw. die Bewegung des Wagens bleibt stetig, da die Speisung über eine Anschlußverbindung sich unmittelbar an die Speisung aus der anderen Verbindung anschließt.

Überdies bedingt das Herstellen der Verbindung keine äußere Energiezufuhr und kein Eingreifen von Hand, da dieses Herstellen der Verbindungen allein durch die Bewegung des Wagens erfolgt; dies ist sehr wichtig, wenn man ein fahrbares Gerät in einem abgeschlossenen Raum verwenden muß, bei dem der Zugang verboten oder gefährlich ist, insbesondere bei Handhabungen oder Arbeiten in stark radioaktiven verseuchten Arbeitsräumen.

Es dürfte ohne weiteres klar sein, daß das soeben beschriebene Ausführungsbeispiel in vielen Punkten abgewandelt werden könnte, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

20

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrische Verbindungskupplung für selbsttätiges Kuppeln ihres fest mit einem beweglichen Gerät verbundenen Geräte-Kupplungsteils mit einem in einer ortsfesten Halterung gelagerten Anschluß-Kupplungsteil über ein Verriegelungssystem, das durch entsprechende axial wirkende Kräfte die Ver- oder Entriegelung der beiden Kupplungsteile bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß-Kupplungsteil frei beweglich und nur bei Nichtgebrauch von der , Halterung (3) aufgenommen ist, daß durch das Verriegelungssystem (14, 16, 14) der Anschluß-Kupplungsteil mit der Halterung (3) so verriegelbar ist, daß das Verriegeln des Anschluß-Kupplungsteils (2) mit einem der durch das Geräte-Kupplungsteil (1) und die Halterung (3) gebildeten beiden Organe (3, 1) durch Trennen des Anschluß-Kupplungsteils (2) von dem anderen Organ (1, 3) und das Entriegeln des Anschluß-Kupplungsteils von einem der beiden Organe (1, 3) durch Eingriff des Anschluß-Kupplungsteils (2) in das andere Organ (3, 1) vorgenommen wird, so daß der Eingriff eines der beiden Organe (1, 3) in den Anschluß-Kupplungsteil (2) diesen von dem anderen Organ entriegelt, wonach die Entfernung des anderen Organs (3, 1) den Anschluß-Kupplungsteil (2) mit dem einen Organ (1, 3) verriegelt.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Halterung (3) aus einem zylindrischen Körper besteht, der ein Verriegelungsorgan (24) für die Verriegelung des Anschluß-Kupplungsteiles (2) mit dem Geräte-Kupplungsteil (1) beiseite drücken kann, der ferner eine innere Ausnehmung (32) aufweist, in die von dem Anschluß-Kupplungsteil getragene Festhalteorgane (14) eindringen können, und der einen Längsschlitz (31) enthält, der das Hindurchführen des Geräte-Kupplungsteiles gestattet, wenn dieser mit dem Anschluß-Kupplungsteil gekuppelt wird.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Anschluß-Kupplungsteil (2) eine Längsausnehmung (36) und an der Halterung (3) ein radialer Zapfen (34) zum Zentrieren und Festlegen des Anschluß-Kupplungsteiles gegenüber einer Drehung vorgesehen sind, wobei der von der Halterung (3) getragene Zapfen in der Längsausnehmung (36) des Anschluß-Kupplungsteiles gleitend geführt ist, und daß ein starr mit dem Geräte-Kupplungsteil (1) verbundener Radialstift (14) ebenfalls in der Ausnehmung (36) zur Zentrierung und drehsicheren Führung der beiden Kupplungsteile gegeneinander gleiten kann.

4. Kupplung nach Anspruch 1, wobei der Anschluß-Kupplungsteil ein System von radial beweglichen Kugeln sowie ein erstes Verriegelungsglied zum Blockieren der Kugeln in einer r Stellung enthält, in der sie nach innen in eine ^ umlaufende Nut des Geräte-Kupplungsteils eingreifen und den Anschluß-Kupplungsteil mit dem Geräte-Kupplungsteil verriegeln, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Verriegelungsglied (16) für das Blockieren der Kugeln (14) in einer Stellung vorgesehen ist, in der sie nach außen in eine innere Nut (32) der Halterung (3) eingreifen und den Anschluß-Kupplungsteil (2) mit der Halterung verriegeln.

5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verriegelungsglied ein innerer, axial verschiebbarer Verriegelungsring (16) ist, der unter der Wirkung einer Rückführfeder (20) steht, die den Verriegelungsring in eine Stellung drückt, in der er die Kugeln (14) in die innere Nut (32) der Halterung (3) eingreifen läßt.

6. Kupplung nach Anspruch 4, wobei das erste Verriegelungsglied ein axial verschiebbarer Verriegelungsring ist, der durch eine Rückführfeder ₍ .-in eine Stellung gedrückt wird, in der er die \ Kugeln in die umlaufende Nut des Geräte-Kupplungsteils eingreifen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Verriegelungsring (24) einen größeren Durchmesser als der innere Verriegelungsring (16) hat.

7. Kupplung nach Anspruch 5, wobei der Geräte-Kupplungsteil eine zylindrische Hülse aufweist, die die umlaufende Nut trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (40) mit dem inneren Verriegelungsring (16) zusammenwirkt, um die Kugeln (14) freizugeben und sie in die umlaufende Nut (42) eingreifen zu lassen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen