DE3921786A1

DE3921786A1 - Mess/steuervorrichtung mit stromuebertragung zwischen einer stationaeren einrichtung und einem beweglichen mess/steuergeraet

Info

Publication number: DE3921786A1
Application number: DE19893921786
Authority: DE
Inventors: Rudolf Gschwend
Original assignee: STIFTLAND ELEKTRONIK GmbH
Current assignee: STIFTLAND ELEKTRONIK GmbH
Priority date: 1989-07-01
Filing date: 1989-07-01
Publication date: 1991-01-03
Also published as: DE3921786C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Meß/Steuervorrichtung mit Strom übertragung zwischen einer stationären Einrichtung und einem geführt hin- und herbeweglichen Meß/Steuergerät, bei der die stationäre Einrichtung einen Wechselspannungs-Transformator aufweist, an den zwei zueinander parallele stationäre Versor gungsleiter angeschlossen sind, bei der das Meß/Steuergerät an einer zu den Versorgungsleitern parallelen Führungsschiene hin- und herbewegbar ist, und bei der das Meß/Steuergerät mit den Versorgungsleitern bei Wechselspannung stromübertragend zusam menwirkt.

Bei einer bekannten, schleppkabelfreien Meß/Steuervorrichtung dieser Art sind die beiden Versorgungsleiter über ihre Länge auf einem Bett gelagert, endseitig gegeneinander isoliert und von Schleifern beaufschlagt, die an das Meß/Steuergerät ange schlossen sind. Diese Schleiferübertragung ist bei einer Meß/Steuervorrichtung störanfällig; sie verschmutzt leicht und verursacht Störungen in der Elektronik der Meß/Steuervorrich tung; Abrieb und Abnutzung sind beachtlich, besonders, wenn das Meß/Steuergerät schnell und häufig pro Zeiteinheit hin- und herfährt.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Meß/Steuervor richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Stromübertragung schleiferfrei berührungslos erfolgt. Die er findungsgemäße Meß/Steuervorrichtung ist, diese Aufgabe lösend, dadurch gekennzeichnet, daß das Meß/Steuergerät an die eine Wicklung eines mitbewegbar angebrachten, fensteraufweisenden Übertragers angeschlossen ist, daß die Versorgungsleiter zu einer Leiterschleife geschlossen die zweite Wicklung des mitbe wegbaren Übertragers, durch dessen Fenster hindurchverlaufend, bilden, und daß der fensterdurchlaufende Versorgungsleiter allseits freigehalten und frei von Berührung mit dem Übertrager ist.

Bei der erfindungsgemäßen Meß/Steuervorrichtung erfolgt die Stromübertragung von den Versorgungsleitern auf den mitbeweg baren Übertrager aufgrund wechselnden Stromes in den Versor gungsleitern elektromagnetisch und somit frei von kontinuier lichen Schleifvorgängen. Da diese Art der Stromübertragung mit hohen Verlusten verbunden ist, ist sie in wirtschaftlicher Weise bei Meß- oder Steuervorgängen anwendbar, bei denen die zu übertragende Energie an sich niedrig ist. Während der Strom in der einen Wicklung des mitbewegbaren Übertragers relativ hoch sein muß, ist wegen der Übertragung über nur eine Wicklung der Strom in der anderen Wicklung des mitbewegbaren Übertragers dagegen ausgesprochen niedrig. Die erfindungsgemäße Meß/Steuer vorrichtung läßt sich einerseits für die berührungslose Ener gieübertragung und andererseits für die berührungslose Signal übertragung einsetzen.

Eine besonders vorteilhafte und zweckmäßige Ausführungsform liegt vor, wenn Energieübertragung von der stationären Einrich tung auf das Strom verbrauchende Meß/Steuergerät vorgesehen ist und wenn der mitbewegbare Übertrager ein geschichteter Mantel trafo mit zwei Fenstern ist und wenn durch jedes Fenster einer der Versorgungsleiter geführt ist. Diese Vorrichtung ist für die Übertragung von Energie auf berührungslosem Wege ausgelegt, indem der geschichtete Manteltrafo vorgesehen ist und beide Versorgungsleiter auf den Manteltrafo einwirken. Es wird bei relativ niedrigen Frequenzen gearbeitet.

Eine andere besonders vorteilhafte und zweckmäßige Ausführungs form liegt vor, wenn Signalübertragung zwischen der stationären Einrichtung und dem Meß/Steuergerät vorgesehen ist, wenn der mitbewegbare Übertrager ein Ringkerntrafo mit nur einem Fen ster ist und wenn durch dieses Fenster nur einer der Versor gungsleiter geführt ist. Diese Vorrichtung ist für die übertra gung von Signalen auf berührungslosem Weg ausgelegt, indem der Ringkerntrafo vorgesehen ist und nur der eine Versorgungsleiter auf den Ringkerntrafo einwirkt. Es wird bei relativ hohen Fre quenzen gearbeitet. Die Signalübertragung erfolgt entweder von der stationären Einrichtung auf das Meß/Steuergerät oder von dem Meß/Steuergerät auf die stationäre Einrichtung.

Die Erfindung sieht insbesondere eine Meß/Steuervorrichtung vor, die sowohl mit Energieübertragung von der stationären Ein richtung auf das Strom verbrauchende Meß/Steuergerät als auch mit Signalübertragung zwischen der stationären Einrichtung und dem Meß/Steuergerät vorgesehen ist. Es sind dabei eine Leiter schleife für Energieübertragung und eine Leiterschleife für Signalübertragung, jeweils mit entsprechendem Transformator, vorhanden und bei dem Meß/Steuergerät sind ein mitbewegbarer Übertrager für Energieübertragung und ein mitbewegbarer Über trager für Signalübertragung vorgesehen. Das Meß/Steuergerät mißt während seiner geführten Bewegung und gibt die Meßergeb nisse als Signale ab.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es, wenn der fenster durchlaufende Versorgungsleiter und der durchlaufene Fensterbe reich des mitbewegbaren Übertragers gegeneinander mittels einer Isolierschicht elektrisch isoliert sind. Gelegentliche, durch Fehler bedingte Berührungen zwischen Versorgungsleiter und mit bewegbarem Übertrager führen wegen der Isolierung nicht zu elektrischen Störungen.

Es ist denkbar, die Versorgungsleiter in sich steif zu gestal ten und freitragend anzuordnen, wobei sie z. B. in Bogenform verlaufen. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch, wenn die beiden Versorgungsleiter gerade verlaufend am schleife schließenden Endstück gespannt gehalten sind. Dies vereinfacht die Bauweise der Versorgungsleiter und ist für die in der Regel vorliegenden Anwendungsfälle ausreichend.

Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es weiterhin, wenn der Abstand der beiden Versorgungsleiter voneinander sich zur Länge der Versorgungsleiter wie 1 : 50 oder mehr verhält. Dieses Ver hältnis gibt eine in der Regel vorliegende Bauweise der erfin dungsgemäßen Vorrichtung wieder. Das Verhältnis beträgt z. B. 1 : 200 oder 1 : 300; die Länge der Versorgungsleiter beträgt z. B. 4 Meter oder 6 Meter.

Es ist denkbar, die Versorgungsleiter an großen Abstand von einander aufweisenden Stellen aufliegend von unten abzustützen und den mitbewegbaren Übertrager zwischen Versorgungsleiter und Abstützung hindurchzuschieben oder den mitbewegbaren Übertrager mittels eines Spaltes im Übertragerkern die Abstützung passie ren zu lassen. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es je doch, wenn die beiden Versorgungsleiter zwischen beiden Enden stützfrei schwebend sind und der mitbewegbare Übertrager rund um das Fenster geschlossen ist. Dies vereinfacht die Bauweise und macht die Energie- oder Signalübertragung wirkungsvoller.

In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfin dung dargestellt und zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Meß/Steuervorrichtung mit Stromübertragung zwischen einer stationären Einrichtung und einem beweglichen Meß/Steuergerät,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Meß/Steuervorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie III-III in Fig. 1 und

Fig. 4 eine Seitenansicht einer weiteren Meß/Steuervorrichtung mit Stromübertragung zwischen einer stationären Ein richtung und einem beweglichen Meß/Steuergerät.

Bei der Meß/Steuervorrichtung gemäß Fig. 1-3 ist an einem Gestellteil 1 eine stationäre Einrichtung 2 angebracht, die einen mit wechselnder Spannung an der Primärwicklung gespeisten Transformator 3 umfaßt, an dessen Sekundärwicklung zwei draht artige Versorgungsleiter 4, 5 angeschlossen sind. Die Versor gungsleiter 4, 5 sind nahe der stationären Einrichtung 2 an einem Gestellteil 6 isoliert festgelegt und an ihrem der sta tionären Einrichtung 2 fernen Ende über ein schleifenschlie ßendes Endstück 7 miteinander verbunden, das an einem Gestell teil 8 isoliert gelagert ist, wobei die Versorgungsleiter 4, 5 gerade gespannt sind.

Eine im Querschnitt rechteckige Führungsschiene 9 verläuft mit Abstand von und parallel zu den Versorgungsleitern 4, 5 und ist an beiden Enden auf je einem Gestellteil 10 festgelegt. Ein Meß/Steuergerät 11 ist mit einer Führung 12 an der Führungs schiene 9 gemäß einen Pfeil 13 hin- und herverschiebbar, wozu eine nicht näher gezeigte Antriebseinrichtung an dem Meß/Steuer gerät 11 oder dessen Führung 12 angreift. An dem Meß/Steuerge rät 11 sitzt ein Übertrager 14, dessen Sekundärwicklung das Meß/Steuergerät 11 speist. Die Sekundärwicklung läßt etwa die Hälfte von zwei Fenstern 15 frei, die der Übertrager 14 bildet und durch die je einer der Versorgungsleiter 4, 5 hindurch tritt.

Die Meß/Steuervorrichtung gemäß Fig. 1-3 ist für Energieüber tragung ausgebildet. Der bewegbare Übertrager 14 und auch der stationäre Transformator 3 sind jeweils geschichtete Mantel transformatoren mit je zwei Fenstern, wobei die beiden Fenster 15 des bewegbaren Übertragers je einen der Verbindungsleiter 4, 5 umfassen. Die Meß/Steuervorrichtung gemäß Fig. 4 ist, so weit nachfolgend nichts anderes ausgeführt ist, grundsätzlich ebenso ausgebildet wie die gemäß Fig. 1-3 und ist dabei für Signalübertragung ausgebildet. Hierzu speist eine Sende/Emp fangselektronik 16 einen stationären Transformator 17, der als Ringkerntrafo ausgebildet ist. Auch ein bewegbarer Übertrager 18 ist als nur ein Fenster aufweisender Ringkerntrafo ausge bildet, der nur den einen Verbindungsleiter umfaßt.

Claims

1. Meß/Steuervorrichtung mit Stromübertragung zwischen einer stationären Einrichtung und einem geführt hin- und herbeweg lichen Meß/Steuergerät,
bei der die stationäre Einrichtung einen Wechselspannungs- Transformator aufweist, an den zwei zueinander parallele stationäre Versorgungsleiter angeschlossen sind,
bei der das Meß/Steuergerät an einer zu den Versorgungslei tern parallelen Führungsschiene hin- und herbewegbar ist, und
bei der das Meß/Steuergerät mit den Versorgungsleitern bei Wechselspannung stromübertragend zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet,
daß das Meß/Steuergerät (11) an die eine Wicklung eines mit bewegbar angebrachten, Fenster (15) aufweisenden Übertragers (14, 18) angeschlossen ist,
daß die Versorgungsleiter (4, 5) zu einer Leiterschleife ge schlossen die zweite Wicklung des mitbewegbaren Übertragers (14, 18), durch dessen Fenster (15) hindurchverlaufend, bilden, und
daß der Fenster durchlaufende Versorgungsleiter (4, 5) all seits freigehalten und frei von Berührung mit dem Übertrager (14, 18) ist.

2. Meß/Steuervorrichtung nach Anspruch 1, mit Energieübertra gung von der stationären Einrichtung auf das stromverbrau chende Meß/Steuergerät, dadurch gekennzeichnet, daß der mit bewegbare Übertrager (14) ein geschichteter Manteltrafo mit zwei Fenstern (15) ist und daß durch jedes Fenster (15) ei ner der Versorgungsleiter (4, 5) geführt ist.

3. Meß/Steuervorrichtung nach Anspruch 1, mit Signalübertragung zwischen der stationären Einrichtung und dem Meß/Steuerge rät, dadurch gekennzeichnet, daß der mitbewegbare Übertrager (18) ein Ringkerntrafo mit nur einem Fenster (15) ist und daß durch dieses Fenster (15) nur einer (5) der Versorgungs leiter geführt ist.

4. Meß/Steuervorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fenster durchlaufende Versorgungs leiter (4, 5) und der durchlaufene Fensterbereich (15) des mitbewegbaren Übertragers gegeneinander mittels einer Iso lierschicht elektrisch isoliert sind.

5. Meß/Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Versorgungslei ter (4, 5) gerade verlaufend am schleifenschließenden End stück (7) gespannt gehalten sind.

6. Meß/Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden Ver sorgungsleiter (4, 5) voneinander sich zur Länge der Ver sorgungsleiter wie 1 : 50 oder mehr verhält.

7. Meß/Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Versorgungslei ter (4, 5) zwischen beiden Enden (6, 8) stützfrei schwebend sind und der mitbewegbare Übertrager (14, 18) rund um das Fenster (15) geschlossen ist.