DE202013010602U1 - Safety cutting system with electric drive and potential separation of operating unit and cutting tool by optical fiber technology (cutting system with potential separation) - Google Patents

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Abstract

Sicherheits-Schneidanlage mit Elektroantrieb und Potentialtrennung von Bedieneinheit und Schneidwerkzeug (Schneidanlage mit Potentialtrennung) dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch isolierendes und den Sicherheitsabstand des Bedieners bestimmendes sowie die Daten und Befehle für z. B. Betrieb, Steuerung und Messung sowie Signalgebung übertragendes Element an den Antrieb der SI-Anlage ein, komplett aus elektrisch nicht leitenden (isolierenden) Werkstoffen bestehendes Lichtwellenleiter-Kabel (LWL-Kabel) definierter Länge angekoppelt ist und die Inbetriebsetzung sowie die Steuerung der Betriebszustände der Sicherheits-Schneidanlage durch den Bediener mittels eines, an dieses LWL-Kabel angeschlossenen, Bedienelementes erfolgt. Die Gesamtheit einer solchen Baugruppe (2), bestehend beispielsweise aus LWL-Kabel (8), Bedienelement (4) und Ankopplung (9), wird nachfolgend als LWL-Bedieneinheit bezeichnet. Die Trennung der elektrischen Potentiale erfolgt dabei an der Schnittstelle Ankopplung (9)/LWL-Kabel (8).Safety cutting system with electric drive and electrical isolation of operating unit and cutting tool (cutting system with electrical isolation), characterized in that as the electrically insulating and the safety distance of the operator determining and the data and commands for z. B. Operation, control and measurement as well as signaling-transmitting element to the drive of the SI system, completely consisting of electrically non-conductive (insulating) materials fiber optic cable (fiber optic cable) of defined length is coupled and the commissioning and control of the operating states the safety cutting system is carried out by the operator using an operating element connected to this fiber optic cable. The entirety of such an assembly (2), consisting for example of an optical fiber cable (8), control element (4) and coupling (9), is referred to below as an optical fiber control unit. The electrical potentials are separated at the interface coupling (9) / fiber optic cable (8).

Description

Eine Sicherheitsschneidanlage wird in der Fachbranche, unabhängig von deren technischer Konzeption, zweckbezogen auch bezeichnet als Kabel-Sicherheitsschneidanlage oder Hydraulisches Kabelschneidgerät. Hydraulische Kabelschneidgeräte werden überwiegend in Unternehmen der Elektroenergieversorgung verwendet. Sie dienen dem Zweck, Elektrokabel gefahrlos zu durchtrennen, bei denen mit anderen Mitteln nicht eindeutig festgestellt werden kann, ob deren spannungsloser Zustand hergestellt und sichergestellt wurde, wie dies zum Beispiel vor bestimmten Arbeiten an Elektrokabeln notwendig ist.A safety cutting system is referred to in the professional sector, regardless of their technical design, purpose-related as a cable safety cutting machine or hydraulic cable cutting device. Hydraulic cable cutters are mainly used in electric power supply companies. They serve the purpose of safely cutting electrical cables, which can not be clearly determined by other means, whether the voltage-free state has been prepared and ensured, as is necessary, for example, before certain work on electrical cables.

Ein hydraulisches Kabelschneidgerät bzw. Sicherheitsschneidanlage mit Elektroantrieb üblicher Bauart, nachfolgend SI-Anlage (1), besteht aus einem hydraulischen Schneidwerkzeug (1), einem hydraulischen Antrieb (2) und einer, diese Komponenten hydraulisch verbindenden, elektrisch nicht leitenden Hydraulikschlauchleitung (3). Die sicherheitstechnisch relevanten Elemente einer SI-Anlage sind dabei:

  • – eine elektrisch nicht leitende (isolierende), flexible Hydraulikschlauchleitung bestimmter Länge sowie
  • – eine elektrisch nicht leitende (isolierende) Hydraulikflüssigkeit als Druckmedium.
A hydraulic cable cutting device or safety cutting device with electric drive of conventional design, hereinafter referred to as the SI system ( 1 ), consists of a hydraulic cutting tool ( 1 ), a hydraulic drive ( 2 ) and one, these components hydraulically connecting, electrically non-conductive hydraulic hose line ( 3 ). The safety-relevant elements of an SI system are:
  • - An electrically non-conductive (insulating), flexible hydraulic hose of certain length and
  • - An electrically non-conductive (insulating) hydraulic fluid as a pressure medium.

Die definierte Mindestlänge der elektrisch isolierenden Hydraulikschlauchleitung, welche im Betriebszustand der SI-Anlage vorschriftsgemäß in einer geraden Linie zwischen Schneidwerkzeug und Antrieb in voller Länge auszulegen ist, ist zugleich der vom Bediener der SI-Anlage von der Schnittstelle (Schneidwerkzeug) einzuhaltende Sicherheitsabstand.The defined minimum length of the electrically insulating hydraulic hose line, which in the operating state of the SI system is to be designed according to the regulations in a straight line between the cutting tool and the drive in full length, is at the same time the safety distance to be maintained by the operator of the SI system from the interface (cutting tool).

Der Bediener steht während des Betriebes der SI-Anlage in der Regel in unmittelbarer Nähe zum Antrieb und bedient diesen entweder über die, in den Antrieb bzw. dessen Gehäuse integrierten, Bedienelemente direkt, oder über das Bedienelement (4) mittels einer, an den Antrieb angeschlossenen, Kabel-Fernbedienung. Der Bediener der Kabel-Fernbedienung bzw. des Antriebes ist also über das Kabel (5) der Kabel-Fernbedienung mit dem Antrieb verbunden. Das Kabel der Kabel-Fernbedienung besteht dabei üblicherweise, neben Isolierwerkstoffen, aus elektrisch leitenden Materialien (flexible Kupferleiter). Weil das Schneidwerkzeug beim Schneiden eines noch Spannung führenden Elektrokabels (6) dessen elektrisches Potential, je nach Kabeltyp auch Mittel- oder Hochspannung annehmen kann, wird der erforderliche Sicherheitsabstand des Bedieners zur Schnittstelle, also zum im Fehlerfall unter Spannung stehenden Schneidwerkzeug, durch die vorgegebene Mindestlänge der elektrisch isolierenden Hydraulikschlauchleitung hergestellt. Die Einhaltung des Sicherheitsabstandes schützt den Bediener vor den dynamischen Wirkungen eines eventuellen Lichtbogens. Die elektrisch isolierenden Eigenschaften der Hydraulikschlauchleitung (3) sowie deren Befüllung mit einer elektrisch isolierenden Hydraulikflüssigkeit trennen (7) das elektrische Potential des Schneidwerkzeuges vom (Erd-)Potential des Bedieners (4) und schützen ihn so vor einer elektrischen Durchströmung. Das Aufstellen und Betreiben des Antriebes für das Schneidwerkzeug in unmittelbarer Nähe zur Schnittstelle ist also, wegen der unzulässigen Näherung des Bedieners an die Schnitt- und damit Gefahrenstelle, aus Sicherheitsgründen unzulässig.During operation of the SI system, the operator is usually in the immediate vicinity of the drive and operates it either directly via the operating elements integrated into the drive or its housing, or via the operating element (FIG. 4 ) by means of a cable remote control connected to the drive. The operator of the cable remote control or the drive is thus over the cable ( 5 ) of the cable remote control connected to the drive. The cable of the cable remote control usually consists of insulating materials, of electrically conductive materials (flexible copper conductors). Because the cutting tool when cutting a still carrying electrical cable ( 6 ) whose electrical potential, depending on the cable type, can also assume medium or high voltage, the required safety distance of the operator to the interface, ie the cutting tool under tension in the event of a fault, is established by the predetermined minimum length of the electrically insulating hydraulic hose line. Compliance with the safety distance protects the operator from the dynamic effects of a possible arc. The electrically insulating properties of the hydraulic hose line ( 3 ) as well as their filling with an electrically insulating hydraulic fluid ( 7 ) the electrical potential of the cutting tool from the (earth) potential of the operator ( 4 ) and thus protect him from an electrical flow. Setting up and operating the drive for the cutting tool in the immediate vicinity of the interface is therefore inadmissible for reasons of safety, because of the improper approximation of the operator to the cutting and thus danger point.

Zwischen den Antrieb, also den Standort des Bedieners, und das Schneidwerkzeug ist damit bei SI-Anlagen üblicher Bauart immer die elektrisch isolierende Hydraulikschlauchleitung, als isolierendes und den Sicherheitsabstand gewährleistendes Element, einzufügen.Between the drive, so the location of the operator, and the cutting tool is thus always in SI systems of conventional design, the electrically insulating hydraulic hose, as insulating and the safety margin ensuring element to insert.

SI-Anlagen üblicher Bauart gehören zur Gruppe „Ausrüstungen und Geräte zum Arbeiten unter Spannung”, sind besonderen Prüfvorschriften unterworfen und dürfen für andere Zwecke nicht verwendet werden, obwohl dies technisch und wirtschaftlich sinnvoll wäre.SI systems of conventional design belong to the group "equipment and devices for working under voltage", are subject to special test regulations and may not be used for other purposes, although this would be technically and economically reasonable.

Um SI-Anlagen üblicher Bauart ohne Gefährdung des Bedieners oder anderer Personen betreiben zu können, ist also die Verwendun der sicherheitsrelevanten Kompnenten

  • – elektrisch isolierende Hydraulikschlauchleitung bestimmter Länge und
  • – elektrisch isolierende Hydraulikflüssigkeit unabdingbar und so auch in den Normen und Vorschriften festgelegt.
In order to operate SI systems of conventional design without endangering the operator or other persons, so is the use of safety-relevant Kompnenten
  • - Electro-insulating hydraulic hose line of certain length and
  • - electrically insulating hydraulic fluid essential and thus also specified in the standards and regulations.

Die bisherige Eingrenzung der Bauweise von SI-Anlagen gemäß dem Stand der Technik auf allein diese sicherheitsrelevanten Komponenten hat folgende, wesentlichen Nachteile:

  • – Elektrisch isolierende Hydraulikschlauchleitungen und elektrisch isolierende Hydraulikflüssigkeiten sind teuer im Vergleich zu allgemein in der Hydraulik verwendeten, analogen Komponenten.
  • – Die elektrisch isolierende Hydraulikflüssigkeit ist in allen hydraulischen, auch nicht sicherheitsrelevanten Baugruppen einer SI-Anlage erforderlich, aufwendig in ihren Isoliereigenschaften zu überwachen und in angemessenen Zeitabständen zustandsbedingt auszutauschen.
  • – Die elektrisch isolierende Hydraulikschlauchleitung unterliegt, neben der Erfüllung ihrer elektrisch isolierenden Eigenschaften, zusätzlichen Sicherheitsregeln und muß allein deshalb in bestimmten Zeitabständen ausgetauscht werden.
  • – Die elektrisch isolierende Hydraulikschlauchleitung ist zugleich das mechanisch empfindlichste und als Sicherheitskomponente das teuerste Element einer SI-Anlage. Sie muß, allein aus Gründen der hydraulischen Sicherheit (mögliche Gefährdung von Mensch und Umwelt), in der Regel im Laufe der Lebensdauer einer SI-Anlage wiederholt ausgetauscht werden.
  • – Die konstruktiv bedingten Eigenschaften und Behandlungsvorschriften von elektrisch isolierenden Hydraulikschlauchleitungen sowie deren vorgeschriebene Mindestlänge bestimmen maßgeblich deren aufwendige Handhabung sowie das Volumen einer Verpackungseinheit SI-Anlage.
  • – Handgeführte Schneidwerkzeuge in Kompaktbauweise (Schneidwerkzeug mit Antrieb und Bedienelementen in einer Baueinheit) dürfen zum Schneiden möglicherweise Spannung führender Kabel, also bei unmittelbarer Näherung der Bedienperson an das Kabel, nicht verwendet werden.
  • – Im Wirkungsbereich starker elektrischer Felder, zum Beispiel in der unmittelbaren Nähe von Hochspannungsleitungen, besteht, bei der Verwendung kabelgebundener Fernbedienungen, unter bestimmten Bedingungen die Gefahr, daß die Leiter des Kabels der Fernbedienung eine elektrische Spannung in unzulässiger Höhe annehmen und so den die Kabel-Fernbedienung Handhabenden gefährden können. Dies betrifft sowohl den Einsatz von SI-Anlagen, als auch von sonstige Technik, welche mittels kabelgebundener Bedieneinheiten gesteuert werden.
  • – Eine Gefährdung des Benutzers oder von anderen Personen durch eine Kabel-Fernbedienung üblicher Bauart ist auch dann möglich, wenn, z. B. bei einem Leiterbruch oder einer Beschädigung von Kabelmantel und Leiterisolation, Spannung führende Leiterdrähte freigelegt und berührt werden.
  • – Die für einen gefährdungsfreien Betrieb von SI-Anlagen üblicher Bauart erforderlichen, sicherheitsrelevanten Elemente elektrisch isolierende Hydraulikschlauchleitung sowie die, als Druckmedium und damit für die Befüllung sowohl der isolierenden Hydraulikschlauchleitung, als auch der übrigen Hydraulik notwendige, elektrisch isolierende Hydraulikflüssigkeit sind teuer und über ihre gesamte Verwendungsdauer wiederkehrend/turnusmäßig zu prüfen.
  • – Die elektrisch isolierende Hydraulikschlauchleitung, im Betrieb hochdruckbelastet, ist mechanisch empfindlich und muß, neben deren Austausch im Fall der Beschädigung, in bestimmten Zeitabständen grundsätzlich ausgetauscht werden.
The previous limitation of the construction of SI systems according to the prior art on only these safety-relevant components has the following major disadvantages:
  • Electrically insulating hydraulic hose lines and electrically insulating hydraulic fluids are expensive compared to analog components commonly used in hydraulics.
  • - The electrically insulating hydraulic fluid is required in all hydraulic, even non-safety-related modules of an SI system, consuming to monitor their insulating properties and replace at appropriate intervals condition-related.
  • - The electrically insulating hydraulic hose is subject, in addition to the fulfillment of their electrical insulating properties, additional safety rules and must therefore be replaced at specific intervals.
  • - The electrically insulating hydraulic hose is also the most mechanically sensitive and as a safety component the most expensive element of an SI system. It must, for reasons of hydraulic safety (possible danger to man and the environment), are usually replaced repeatedly over the life of an SI system.
  • - The design-related properties and treatment requirements of electrically insulating hydraulic hose lines and their prescribed minimum length significantly determine their complex handling and the volume of a packaging SI plant.
  • - Hand-held cutting tools in a compact design (cutting tool with drive and operating elements in a unit) may not be used for cutting voltage from leading cables, ie when the operator approaches the cable directly.
  • - In the area of strong electric fields, for example in the immediate vicinity of high-voltage power lines, there is a risk, under certain conditions, that the conductors of the cable of the remote control will accept an electrical voltage at an impermissible level, causing the cable Remote operator can endanger. This applies both to the use of SI systems, as well as other technology, which are controlled by means of wired operating units.
  • - A risk to the user or other persons by a cable remote control of conventional design is possible even if, for. B. conductor breakage or damage of cable sheath and conductor insulation, voltage leading conductor wires are exposed and touched.
  • - The necessary for a risk-free operation of SI systems of conventional design, safety-relevant elements electrically insulating hydraulic hose and the necessary as a pressure medium and thus for the filling of both the insulating hydraulic hose, as well as the other hydraulic, electrically insulating hydraulic fluid are expensive and over their entire Period of use recurring / regularly check.
  • - The electrically insulating hydraulic hose, high pressure loaded in operation, is mechanically sensitive and must be replaced in addition to their replacement in case of damage, in principle, at intervals.

Für beide sicherheitsrelevante Komponenten einer SI-Anlage üblicher Bauart besteht zudem die Möglichkeit

  • – der Gefährdung des Bedieners der Technik im Fall z. B. des Berstens der, im Betrieb unter Hochdruck stehenden, Hydraulikschlauchleitung,
  • – der Gefährdung des Bedieners durch unter Hochdruck austretende Hydraulikflüssigkeit, z. B. infolge Undichtwerden von Komponenten des Hydraulikantriebes oder des Hydraulikschlauches,
  • – der Umweltgefährdung durch, aus Hydraulikkomponenten im Störungsfall austretende, Hydraulikflüssigkeit.
For both safety-relevant components of a conventional SI system, there is also the option
  • - the risk to the operator of the technology in the case of z. B. bursting of, in operation under high pressure, hydraulic hose line,
  • - The risk to the operator by escaping under high pressure hydraulic fluid, eg. B. due to leakage of components of the hydraulic drive or the hydraulic hose,
  • - Environmental hazards due to hydraulic fluid leaking from hydraulic components in case of failure.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß, bei einer SI-Anlage üblicher Bauart, zum Schutz des Bedieners dieser Technik zwischen Antrieb und Schneidwerkzeug eine elektrisch isolierende Hydraulikschlauchleitung einer bestimmten Länge, mit einer Füllung aus einer elektrisch nicht leitender Hydraulikflüssigkeit angeordnet sein muß, welche, als kostenintensivste Elemente einer SI-Anlage, aufwendig zu handhaben, spezifisch regelmäßig zu prüfen und wiederholt regelmäßig auszutauschen sind.The protection specified in claim 1 invention is based on the problem that, in an SI system of conventional design, to protect the operator of this technique between drive and cutting an electrically insulating hydraulic hose of a certain length, be arranged with a filling of an electrically non-conductive hydraulic fluid must, which, as the most expensive elements of an SI system to handle consuming, specifically regularly check and repeatedly be exchanged.

Die aufgeführten Probleme werden mit den in Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen dadurch gelöst, indem der Schutz des Bedieners einer SI-Anlage dadurch gewährleistet ist, daß zwischen Bediener und Antrieb einer SI-Anlage ein elektrisch isolierendes Lichtwellenleiter-Kabel (LWL-Kabel) einer definierten Länge angeordnet ist und die Steuerung der Betriebszustände der SI-Anlage anstelle einer Kabel-Fernbedienung mittels eines, an das LWL-Kabel angeschlossenen, LWL-Bedienelementes erfolgt.The problems listed are achieved with the features listed in protection claim 1 characterized by the protection of the operator of an SI system is ensured by the fact that between the operator and drive a SI system an electrically insulating fiber optic cable (fiber optic cable) of a defined length is arranged and the control of the operating conditions of the SI system instead of a cable remote control by means of a, connected to the fiber optic cable, fiber optic control element takes place.

Der im Schutzanspruch 2 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß, als Antrieb für das Schneidwerkzeug einer SI-Anlage, bisher nur ein spezifisch ausgestattetes und allein für den Zweck „Sicherheitsschneiden” zulässiges Hydraulikaggregat verwendet werden durfte. Dieses wurde durch den Bediener in der Regel mittels einer kabelgebundenen Fernbedienung gesteuert. Die erforderlichen Informationen (z. B. Druckverlauf des Hydraulikantriebes) wurden direkt vom Antrieb, z. B. über ein Meßinstrument, abgelesen.The protection specified in claim 2 invention is based on the problem that, as a drive for the cutting tool of an SI system, so far only a specifically equipped and solely for the purpose of "safety cutting" permissible hydraulic unit was allowed to be used. This was usually controlled by the operator by means of a wired remote control. The required information (eg pressure curve of the hydraulic drive) was taken directly from the drive, eg. B. via a measuring instrument, read.

Die aufgeführten Probleme werden mit den in Schutzanspruch 2 aufgeführten Merkmalen dadurch gelöst, daß für die Aufgabe „Sicherheitsschneiden” jeder beliebige, für die Parameter des Schneidwerkzeuges taugliche Antrieb verwendet werden kann, indem die für den Betrieb der Technik notwendigen Daten auf verschiedene Weise am Antrieb abgegriffen werden können und über das isolierende und den Sicherheitsabstand des Bedieners zum Antrieb gewährleistende LWL-Kabel zum Bediener übertragen werden.The problems listed are achieved with the features listed in protection claim 2 in that for the task "safety cutting" any suitable for the parameters of the cutting drive can be used by tapping the necessary data for the operation of the technology in various ways on the drive can be transmitted to the operator via the operator's insulating and safety distance to the drive.

Der im Schutzanspruch 3 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß, bei der Konzeption bestimmter Antriebe, der spätere Betrieb mittels einer LWL-Bedieneinheit bereits mit vorgesehen und damit das Bauelement „Ankopplung” in den Antrieb eingebunden werden kann. Damit kann das Bauelement „Ankopplung” (9) an der zugehörigen LWL-Bedieneinheit entfallen und der Anschluß der LWL-Bedieneinheit am Antrieb vereinfacht werden. Das Problem wird mit den in Schutzanspruch 3 aufgeführten Merkmalen gelöst.The protection specified in claim 3 invention is based on the problem that, in the Conception of certain drives, the subsequent operation by means of a fiber optic control unit already provided and thus the device "coupling" can be integrated into the drive. Thus, the component "coupling" ( 9 ) on the associated fiber optic control unit and simplifies the connection of the fiber optic control unit to the drive. The problem is solved with the features listed in protection claim 3.

Der im Schutzanspruch 4 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß, bei einer SI-Anlage üblicher (vorgeschriebener) Bauart, sich die elektrische Isolierstrecke, bestehend aus elektrisch isolierender Hydraulikschlauchleitung und elektrisch isolierender Hydraulikflüssigkeit, zwischen Schneidwerkzeug und Antrieb befindet und damit die komplette Hydraulik mit Ihrer Hydraulikflüssigkeit und der Hydraulikschlauchleitung elektrisch isolierend ausgelegt sein muß. Eine bestimmte Länge der damit elektrisch isolierenden Hydraulikschlauchleitung hat dabei einen definierten Sicherheitsabstand des Bedieners zur Schnittstelle zu gewährleisten.The protection specified in claim 4 invention is based on the problem that, in an SI system usual (prescribed) type, the electrical insulation, consisting of electrically insulating hydraulic hose and electrically insulating hydraulic fluid between the cutting tool and drive and thus the entire hydraulic system Your hydraulic fluid and the hydraulic hose line must be designed to be electrically insulating. A certain length of the thus electrically insulating hydraulic hose has to ensure a defined safety distance of the operator to the interface.

Die aufgeführten Probleme werden mit den in Schutzanspruch 4 aufgeführten Merkmalen gelöst. Durch Verlagerung der Schutzstrecke (elektrische Isolierstrecke) mittels des elektrisch isolierenden LWL-Kabels nach Schutzanspruch 1 auf die Seite des Bedieners, also zwischen Bediener und Antrieb, wird die Funktion der bisher elektrisch isolierend auszulegenden Hydraulikschlauchleitung zwischen Antrieb und Schneidwerkzeug nur noch auf deren hydraulische Aufgabe beschränkt. Damit kann sowohl auf eine elektrisch isolierende Hydraulikschlauchleitung verzichtet, als auch das komplette Hydrauliksystem mit einer beliebigen Hydraulikflüssigkeit befüllt werden.The problems listed are solved with the features listed in protection claim 4. By shifting the protection distance (electrical insulation distance) by means of the electrically insulating fiber optic cable according to protection claim 1 on the side of the operator, ie between the operator and the drive, the function of the hitherto electrically insulating auszustegenden hydraulic hose between drive and cutting tool is limited only to the hydraulic task , This can be dispensed with both an electrically insulating hydraulic hose, and the entire hydraulic system can be filled with any hydraulic fluid.

Der im Schutzanspruch 5 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß die üblicherweise zur Bedienung bzw. Steuerung des Antriebes einer SI-Anlage üblicher Bauart verwendete, kabelgebundene Fernbedienung mit ihren elektrisch leitfähigen Leiterdrähten unter bestimmten Bedingungen den Bediener der SI-Anlage oder andere Personen durch eine elektrische Durchströmung gefährden kann.The protection specified in claim 5 invention is based on the problem that the usually used to operate or control the drive of a SI system of conventional design, wired remote control with their electrically conductive wires under certain conditions, the operator of the SI system or other people by a can endanger electrical flow.

Die aufgeführten Probleme werden mit den in Schutzanspruch 5 aufgeführten Merkmalen dadurch gelöst, daß die kabelgebundene Fernbedienung entfällt und durch eine LWL-Bedieneinheit ersetzt wird und die Steuerung der Betriebszustände der SI-Anlage mittels des, in die LWL-Bedieneinheit integrierten und damit elektrisch isoliert angeordneten, Bedienelementes erfolgt.The problems listed are achieved with the features listed in protection claim 5 in that the wired remote control is eliminated and replaced by a fiber optic control unit and the control of the operating conditions of the SI system by means of integrated in the fiber optic control unit and thus arranged electrically isolated , Operating element takes place.

Der im Schutzanspruch 6 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß, neben üblichen Kabel-Fernbedienungen für SI-Anlagen, Kabel-Fernbedienungen auch sonstiger Antriebe und Techniken unter bestimmten Bedingungen eine elektrische Spannung in unzulässiger Höhe annehmen und/oder, z. B. infolge mechanischer Beschädigungen, den Bediener oder andere Personen durch eine elektrische Durchströmung gefährden können.The protection specified in claim 6 invention is based on the problem that, in addition to conventional cable remotes for SI systems, cable remotes and other drives and techniques under certain conditions accept an electrical voltage at an excessive level and / or, z. B. due to mechanical damage, the operator or other persons can endanger by an electrical flow.

Die aufgeführten Probleme werden mit den in Schutzanspruch 6 aufgeführten Merkmalen dadurch gelöst, daß das elektrisch leitfähige Kabel einer üblichen Fernbedienung durch ein elektrisch isolierendes LWL-Kabel ersetzt wird und die erforderlichen Bedienoperationen über ein, an die Aufgabe angepaßtes, LWL-Bedienelement sowie eine entsprechende Ankopplung an die zu bedienende Technik erfolgen.The problems listed are achieved with the features listed in protection claim 6 in that the electrically conductive cable of a conventional remote control is replaced by an electrically insulating fiber optic cable and the required operating operations on a, adapted to the task, fiber optic control element and a corresponding coupling to the technology to be operated.

Der im Schutzanspruch 7 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß für allgemeine Schneid- bzw. Trennaufgaben von Kabeln zunehmend hoch mobile, leichte und einfach zu bedienende Kompaktwerkzeuge verwendet werden, also Technik, bei der Antrieb und Schneidwerkzeug eine kompakte Baueinheit bilden. Aufgrund ihrer „per Hand” unmittelbar vom Bediener geführten Betriebsweise und damit direkten Kontaktierung der kompletten Werkzeugeinheit mit dem zu schneidenden Kabel dürfen diese Werkzeuge für das Schneiden von, im Fehlerfall möglicherweise unter Spannung stehenden, Kabeln nicht verwendet werden.The protection specified in claim 7 invention is based on the problem that increasingly high mobile, lightweight and easy-to-use compact tools are used for general cutting or separation tasks of cables, so technology, in the drive and cutting tool form a compact unit. Due to their "manual operation" directly by the operator and thus direct contacting of the complete tool unit with the cable to be cut, these tools must not be used for cutting cables that may be under voltage in the event of a fault.

Die aufgeführten Probleme werden mit den in Schutzanspruch 7 aufgeführten Merkmalen dadurch gelöst, daß Betrieb bzw. Steuerung des Kompaktwerkzeuges durch eine, mit ihrem LWL-Kabel elektrisch isolierende, LWL-Bedieneinheit erfolgt, welche auf geeignete Weise an das Kompaktwerkzeug angekoppelt wird. Der erforderliche Sicherheitsabstand des Bedieners zum Werkzeug wird durch die Länge des isolierenden LWL-Kabels gewährleistet.The problems listed are achieved with the features listed in protection claim 7, characterized in that operation or control of the compact tool by one, with their fiber-optic cable electrically insulating, fiber optic control unit, which is coupled in a suitable manner to the compact tool. The required safety distance of the operator to the tool is ensured by the length of the insulating fiber optic cable.

Der im Schutzanspruch 8 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß das elektrisch nicht leitende LWL-Kabel (8), als sicherheitsrelevantes und mechanisch zu schützendes Element zum Beispiel einer Schneidanlage mit Potentialtrennung, einer besonderen Behandlung und Aufbewahrung bedarf. Gleiches trifft auch auf das Bedienelement (4) zu.The protection specified in claim 8 invention is based on the problem that the electrically non-conductive fiber optic cable ( 8th ), as a safety-relevant and mechanically protected element, for example, a cutting system with electrical isolation, special treatment and storage needs. The same applies to the control element ( 4 ) too.

Die aufgeführten Probleme werden mit den in Schutzanspruch 8 aufgeführten Merkmalen dadurch gelöst, daß Bedienelement (4) und LWL-Kabel (8) in eine geschlossene Kabeltrommel integriert werden. Damit wird, neben der Schutzfunktion, gleichzeitig die Handhabung der LWL-Bedienheit wesentlich verbessert.The problems listed are achieved with the features listed in protection claim 8 in that operating element ( 4 ) and fiber optic cables ( 8th ) are integrated in a closed cable drum. Thus, in addition to the protective function, at the same time the handling of the fiber optic operation is significantly improved.

Ausführungsbeispiel 1 einer (hydraulischen) Sicherheits-Schneidanlage mit Elektroantrieb und Potentialtrennung von Bedieneinheit und Schneidwerkzeug ist in 2 dargestellt.Embodiment 1 of a (hydraulic) safety cutting system with electric drive and electrical isolation of control unit and cutting tool is in 2 shown.

Die Schneidanlage besteht aus einem hydraulischen Schneidwerkzeug (1), also dem Werkzeug zum Zertrennen/Schneiden eines Elektrokabels (6), einer elektromotorisch angetriebenen Hydraulikpumpe als Antrieb (2) für das Schneidwerkzeug (1), einem, diese Komponenten hydraulisch verbindenden Hydraulikschlauch (11) sowie der, erfindungsgemäß als elektrisch isolierendes Sicherheitselement zwischen Antrieb (2) und Bediener (4) angeordneten; LWL-Bedieneinheit, bestehend aus Bedienelement (4), elektrisch nicht leitendem LWL-Kabel (8) und LWL-Ankopplung (9). Weil der, aus anwendungspraktischen Gründen, in der Regel zwischen Antrieb und Schneidwerkzeug eingebundene Hydraulikschlauch (11) erfindungsgemäß nicht mehr an isolierende Eigenschaften gebunden ist oder auch gänzlich entfallen kann (siehe auch Beispiel Kompaktwerkzeug – 3), sind Antrieb und Schneidwerkzeug aus sicherheitstechnischer Sicht immer als Einheit zu betrachten. Die Trennung der elektrischen Potentiale zwischen Schneidwerkzeug (1) mit Antrieb 2 und Bediener (4) im Fall des Schneidens eines spannungführenden Kabels (6) erfolgt an der Schnittstelle (7) zwischen LWL-Ankopplung (9) und elektrisch isolierendem LWL-Kabel (8). Bei der Wahl eines beliebigen Antriebes für das Schneidwerkzeug können die für den sicherheitsrelevanten Einsatz der LWL-Bedieneinheit erforderlichen Daten auch über die separate Baueinheit (10) erfaßt werden. Neben dem hydraulischen Antrieb (2) für ein Schneidwerkzeug (1) im Ausführungsbeispiel können, durch Ankopplung an die LWL-Bedieneinheit, mit dieser auch sonstige fernsteuerbare Techniken (12) betrieben werden.The cutting system consists of a hydraulic cutting tool ( 1 ), ie the tool for cutting / cutting an electric cable ( 6 ), an electric motor driven hydraulic pump as drive ( 2 ) for the cutting tool ( 1 ), a, these components hydraulically connecting hydraulic hose ( 11 ) as well as, according to the invention as an electrically insulating security element between drive ( 2 ) and operator ( 4 arranged); Fiber optic control unit, consisting of operating element ( 4 ), electrically non-conductive fiber optic cable ( 8th ) and fiber optic coupling ( 9 ). Because of application-practical reasons, usually between drive and cutting tool integrated hydraulic hose ( 11 ) is no longer bound to insulating properties according to the invention or can be dispensed with completely (see also example compact tool - 3 ), the drive and cutting tool must always be regarded as a unit from a safety point of view. The separation of the electrical potentials between cutting tool ( 1 ) with drive 2 and operator ( 4 ) in the case of cutting a live cable ( 6 ) takes place at the interface ( 7 ) between fiber optic coupling ( 9 ) and electrically insulating fiber optic cable ( 8th ). When selecting any drive for the cutting tool, the data required for the safety-relevant use of the fiber optic control unit can also be obtained via the separate structural unit ( 10 ) are detected. In addition to the hydraulic drive ( 2 ) for a cutting tool ( 1 ) in the exemplary embodiment, by coupling to the fiber optic control unit, with this also other remotely controllable techniques ( 12 ) operate.

Ausführungsbeispiel 2 einer Sicherheits-Schneidanlage mit Elektroantrieb und Potentialtrennung von Bedieneinheit und Schneidwerkzeug ist in 3 dargestellt. Im Ausführungsbeispiel wird die LWL-Bedieneinheit über die Ankopplung (9) an ein Kompaktwerkzeug (13) angeschlossen, in dem das Schneidwerkzeug integriert ist, mit dem das Elektrokabel (6) geschnitten bzw. durchtrennt wird.Embodiment 2 of a safety cutting system with electric drive and potential separation of operating unit and cutting tool is in 3 shown. In the exemplary embodiment, the fiber optic control unit via the coupling ( 9 ) to a compact tool ( 13 ), in which the cutting tool is integrated, with which the electric cable ( 6 ) is cut or cut.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der erfindungsgemäße Austausch der sicherheitsrelevanten Komponenten einer SI-Anlage üblicher Bauart durch ein elektrisch nicht leitendes Lichtwellenleiter-Kabel im Verband der LWL-Bedieneinheit hat folgende Vorteile:

  • – Der Verzicht auf teure, nicht wieder verwendbare, besonders prüfpflichtige Produkte (Isolierschlauch) sowie spezielle, für das jeweils komplette Hydrauliksystem notwendige, isolierende Hydraulikflüssigkeiten verbessert, neben den positiven Wirkungen bezüglich Umweltfreundlichkeit, den Gesamt-Kostenfaktor einer SI-Anlage, bezogen auf deren Lebensdauer, erheblich.
  • – Die erheblichen Kosten für wiederkehrende Prüfungen und Ersatzbeschaffungen für die sicherheitsrelevanten Komponenten im Laufe der Betriebszeit (Lebensdauer) der Technik werden extrem minimiert bzw. entfallen gänzlich.
  • – Gewicht und Volumen der sicherheitsrelevanten Komponenten reduzieren sich um mehr als 90%.
  • – Die Handhabung einer SI-Anlage mit einer LWL-Bedieneinheit verbessert sich, im Vergleich zu einer SI-Anlage üblicher Bauart, erheblich. Das maßgeblich durch den Isolierschlauch bestimmte Bauvolumen (und damit Transportvolumen) einer SI-Anlage üblicher Bauart sowie deren Gewicht werden reduziert. Die aufwendige Handhabung des Isolierschlauches entfällt.
  • – Reparaturen oder Austausch eines defekten LWL-Kabels sind mit einfachsten Mitteln, innerhalb weniger Minuten und mit vergleichsweise nur ca. 10% der vorherigen Kosten noch an der Arbeitsstelle möglich, während vordem die Technik in der Regel zur Instandsetzung an einen Fachbetrieb geschickt werden mußte.
  • – Die Beschränkung auf speziell als Sicherheitstechnik ausgelegte Antriebe entfällt.
  • – Die Herabsetzung der Isolierfähigkeit der elektrisch isolierenden Hydraulikflüssigkeit durch Vermischung mit normalen oder verschmutzten Hydraulikflüssigkeiten im Zusammenhang mit einer Falschbedienung der Sicherheitstechnik entfällt.
  • – Das Austauschen z. B. durch Alterung nicht mehr ausreichend elektrisch isolierender Hydraulikflüssigkeiten entfällt.
  • – Mit der erfindungsgemäß möglichen Verkürzung von Hydraulikschlauchleitungen oder mit deren gänzlicher Weglassung wird das Volumen benötigten Hydrauliköles im System verringert und im Havariefall, die möglicherweise in die Umwelt (z. B. Erdreich, Gewässer) austretende Ölmenge reduziert oder sogar verhindert.
The replacement according to the invention of the safety-relevant components of an SI system of conventional design by an electrically non-conductive optical fiber cable in the association of the optical fiber control unit has the following advantages:
  • - Eliminating expensive, non-reusable, particularly testable products (insulating hose) and special, necessary for each complete hydraulic system, insulating hydraulic fluids improved, in addition to the positive effects on environmental friendliness, the total cost of an SI plant, based on their lifetime , considerably.
  • - The considerable costs for recurring inspections and replacement procurements for the safety-relevant components during the operating life (lifetime) of the technology are extremely minimized or eliminated altogether.
  • - Weight and volume of safety-relevant components are reduced by more than 90%.
  • - The handling of an SI system with a fiber optic control unit improves significantly compared to a SI system of conventional design. The volume of construction (and therefore transport volume) of a conventional type of SI system determined by the insulating hose and its weight are reduced. The complex handling of Isolierschlauches deleted.
  • - Repairs or replacement of a defective fiber optic cable are with the simplest means, within a few minutes and with only about 10% of the previous cost still possible at the workplace, while previously the technology usually had to be sent to a specialist company for repair.
  • - The restriction to drives specially designed as safety technology is eliminated.
  • - The reduction of the insulating ability of the electrically insulating hydraulic fluid by mixing with normal or contaminated hydraulic fluids in connection with a wrong operation of the safety technology is eliminated.
  • - The exchange z. B. by aging no longer sufficient electrically insulating hydraulic fluids deleted.
  • With the shortening of hydraulic hose lines according to the invention or with their complete omission, the volume of hydraulic oil required in the system is reduced and, in the event of an accident, the quantity of oil possibly leaving the environment (eg soil, water) is reduced or even prevented.

Claims (8)

Sicherheits-Schneidanlage mit Elektroantrieb und Potentialtrennung von Bedieneinheit und Schneidwerkzeug (Schneidanlage mit Potentialtrennung) dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch isolierendes und den Sicherheitsabstand des Bedieners bestimmendes sowie die Daten und Befehle für z. B. Betrieb, Steuerung und Messung sowie Signalgebung übertragendes Element an den Antrieb der SI-Anlage ein, komplett aus elektrisch nicht leitenden (isolierenden) Werkstoffen bestehendes Lichtwellenleiter-Kabel (LWL-Kabel) definierter Länge angekoppelt ist und die Inbetriebsetzung sowie die Steuerung der Betriebszustände der Sicherheits-Schneidanlage durch den Bediener mittels eines, an dieses LWL-Kabel angeschlossenen, Bedienelementes erfolgt. Die Gesamtheit einer solchen Baugruppe (2), bestehend beispielsweise aus LWL-Kabel (8), Bedienelement (4) und Ankopplung (9), wird nachfolgend als LWL-Bedieneinheit bezeichnet. Die Trennung der elektrischen Potentiale erfolgt dabei an der Schnittstelle Ankopplung (9)/LWL-Kabel (8).Safety cutting system with electric drive and potential separation of control unit and cutting tool (cutting system with potential separation), characterized in that as the electrically insulating and the safety distance of the operator determining and the data and commands for z. B. operation, control and measurement and signaling transmitting element to the drive of the SI system, completely made of electrically non-conductive (insulating) materials existing optical fiber cable (fiber optic cable) defined length is coupled and the commissioning and control of the operating conditions the safety cutting system by the operator by means of a, connected to this fiber optic cable, control element takes place. The entirety of such an assembly ( 2 ), consisting for example of fiber optic cable ( 8th ), Control element ( 4 ) and coupling ( 9 ), hereinafter referred to as fiber optic control unit. The separation of the electrical potentials takes place at the interface coupling ( 9 ) / Fiber optic cable ( 8th ). Schneidanlage mit Potentialtrennung nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankopplung der LWL-Bedieneinheit an den Antrieb, mit Zugriff auf die für den ferngesteuerten Betrieb der Technik erforderlichen Daten, entweder durch den Anschluß der LWL-Bedieneinheit an die Steuerelektronik bzw. -elektrik und Hydraulik des Antriebes direkt erfolgt, oder daß diese Daten mittels einer zusätzlichen, an den Antrieb angeschlossenen Baueinheit (10) erfaßt werden.Cutting system with potential separation for protection claim 1, characterized in that the coupling of the fiber optic control unit to the drive, with access to the data required for remote operation of the technology, either by connecting the fiber optic control unit to the control electronics or electrical and Hydraulics of the drive is carried out directly, or that this data by means of an additional unit connected to the drive ( 10 ) are detected. Schneidanlage mit Potentialtrennung nach Schutzansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in die LWL-Bedieneinheit integrierte Bauelement „Ankopplung” (9) auch eingegliedert werden kann in den Antrieb direkt, womit sich die Schnittstelle der Potentialtrennung auf die Anschlußstelle des elektrisch isolierenden LWL-Kabels am Antrieb verlagert.Cutting system with potential separation according to protection claims 1 and 2, characterized in that the integrated in the fiber optic control unit "coupling" ( 9 ) can also be incorporated into the drive directly, which moves the interface of the potential separation to the connection point of the electrically insulating fiber optic cable to the drive. Schneidanlage mit Potentialtrennung nach Schutzansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bei einer Sicherheitsschneidanlage üblicher Bauart (SI-Anlage) zwischen Schneidwerkzeug und Antrieb als Isolierstrecke sowie den Sicherheitsabstand bestimmendes Element befindliche, elektrisch isolierende, flexible Hydraulikschlauchleitung und die im Hydrauliksystem als Druckmedium befindliche, elektrisch isolierende Hydraulikflüssigkeit ersetzt werden können durch eine, für den Hydraulikbetrieb allgemein taugliche, nicht durch ihre elektrischen (isolierenden) Kennwerte und ihre Länge bestimmte Hydraulikschlauchleitung (11) sowie ein, für allgemeine Hydraulikanwendungen übliches, Hydrauliköl.Cutting system with potential separation according to protection claims 1 to 3, characterized in that the safety device of a conventional type (SI system) between cutting tool and drive as Isolierstrecke and the safety distance determining element located, electrically insulating, flexible hydraulic hose line and located in the hydraulic system as the pressure medium, electrically insulating hydraulic fluid can be replaced by a, for hydraulic operation generally suitable, not by their electrical (insulating) characteristics and their length specific hydraulic hose line ( 11 ) and a, for general hydraulic applications usual, hydraulic oil. Schneidanlage mit Potentialtrennung nach Schutzansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verwendung der LWL-Bedieneinheit die bisher zur Steuerung des Antriebes notwendige, kabelgebundene Fernbedienung entfällt.Cutting system with potential separation according to protection claims 1 to 4, characterized in that the previously necessary for controlling the drive, wired remote control is eliminated by the use of the fiber optic control unit. Schneidanlage mit Potentialtrennung nach Schutzansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß, bei Weglassen üblicher Kabel-Fernbedienungen, die LWL-Bedieneinheit, bestehend aus Bedienelement (4), LWL-Kabel (8) und Ankopplung (9), auch verwendet werden kann für den sicherheitsrelevanten Betrieb bzw. die Bedienung sonstiger Antriebe und Techniken (12).Cutting system with potential separation according to protection claims 1 to 5, characterized in that, omitting usual cable remote controls, the fiber optic control unit consisting of control element ( 4 ), Fiber optic cable ( 8th ) and coupling ( 9 ), can also be used for the safety-relevant operation or the operation of other drives and techniques ( 12 ). Schneidanlage mit Potentialtrennung nach Schutzansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als SI-Anlage, neben den, aus technischen Einzelkomponenten bestehenden, SI-Anlagen üblicher Bauart auch in sich kompakte, aus einer Baueinheit bestehende, elektromechanisch und/oder elektrohydraulisch ausgebildete, für allgemeine Anwendungen konzipierte, bisher handgeführte Werkzeuge bzw. Schneidgeräte, sogenannte Kompaktgeräte (13) Verwendung finden können, indem deren Betrieb bzw. Steuerung mittels einer LWL-Bedieneinheit erfolgt.Cutting system with potential separation according to protection claims 1 to 6, characterized in that as SI system, in addition to, consisting of technical individual components, SI systems of conventional design also compact, consisting of one unit, electromechanically and / or electro-hydraulically trained, for general Applications conceived, previously hand-held tools or cutters, so-called compact devices ( 13 ) Can be used by their operation or control by means of a fiber optic control unit. Schneidanlage mit Potentialtrennung nach Schutzansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch nicht leitende LWL-Kabel, als sicherheitsrelevantes Element der LWL-Bedieneinheit bzw. der zu steuernden Technik, geschützt und kompakt aufrollbar in einer geschlossenen Kabeltrommel aufbewahrt ist, in welche gleichzeitig das LWL-Bedienelement integriert ist.Cutting system with potential separation according to protection claims 1 to 7, characterized in that the electrically non-conductive fiber optic cable, as a safety-relevant element of the fiber optic control unit or the technology to be controlled, protected and compact roll up stored in a closed cable drum, in which at the same time Fiber optic control is integrated.
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