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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flexibles System zur Verteilung
von elektrischer Energie und Signalen bereitzustellen, doch bezieht sie
sich nicht nur auf die Verteilung von Elektrizität, elektromotorischer Kraft,
elektrischen Signale und dergleichen in Schiffen, Flugzeugen und
dergleichen. Insbesondere verwendet das erfindungsgemäße System
Verteilungselemente, die aus einer Mehrheit voneinander entfernter
Halterungen bestehen, um deren Umfang herum Leiter zur Stromübertragung und
Kabel zur Signalübertragung
angeordnet sind, die allesamt vorzugsweise in dehnbaren Mänteln angeordnet
sind.
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Die
verwendeten Ableitungselemente bestehen aus Gleitgehäusen, wie
z. B. Hülsen
oder dergleichen, die um das Bündel
aus Stäben
oder Kabeln zwischen den aufeinanderfolgenden Halterungen angeordnet
sind und mit Kontakten ausgestattet sind, die je nach Bedarf positioniert
und/oder vorzugsweise gleiten können,
wobei die Kontakte mit den Stäben
oder Kabeln in Eingriff gelangen, um die zu den verschiedenen Punkten
der Verwendung gesendete Energie und Signale abzuzapfen.
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Andere
vorteilhafte Merkmale des Systems sind sein einfacher, rascher Zusammenbau,
die Möglichkeit,
das Bündel
aus Rohren und Kabeln in situ zu biegen, um es der Topographie des
Bereichs anzupassen, in dem es installiert werden soll, sowie seine Leichtigkeit
und Preiswertigkeit.
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Die
untenstehende Beschreibung bezieht sich spezifisch auf den speziellen
Fall eines flexiblen Systems, das zum Vertei len elektrischer Energie
und Signale in einem Schiff ausgelegt ist, doch könnte dasselbe
System selbstverständlich
in Flugzeugen, Eisenbahnwägen
und dergleichen verwendet werden. Die Bezugnahme auf den Fall eines
Schiffes ist daher als Beispiel und nicht einschränkend aufzufassen.
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Installationen,
die zum Verteilen elektrischer Energie, Signale, etc., innerhalb
einer großen
Konstruktion, wie z. B. einem Schiff, verwendet werden, sind sehr
komplex und in der Herstellung teuer.
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Insbesondere
ein Schiff ist in zahlreiche Sektoren unterteilt, die durch Feuerwände voneinander getrennt
sind, die jeweils ihre eigene Hautverteilungs-Zentrale haben, von
der aus Energie und Signale zu einer Vielzahl von Diensträumen und
Kabinen versendet werden, von denen jede ihre eigene Sekundärverteilungs-Zentrale
hat.
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In
jedem dieser Sektoren eines Schiffs verläuft z. B. ein Bündel aus
Kabeln und Leitern, die in einem durch den gesamten Sektor verlaufenden
Kanal enthalten sind, von der Hauptverteilungs-Zentrale zu der Verteilungszentrale
der ersten Kabine, von dort aus zu der Zentrale der zweiten Kabine
usw., bis die Signale und die Energie zu jedem Raum in dem Sektor
befördert
worden sind. 12 oder sogar 24 Kabel, die unterschiedliche Funktionen
durchführen, sind
oftmals mit der Zentrale jeder Kabine verbunden.
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Es
ist notwendig, Kabel zu installieren, die den Steckdosen bzw. Buchsen
Elektrizität
zuführen, die
für Geräte, wie
z. B. Haartrockner und dergleichen im Innern der Kabinen und Geräte, wie
z. B. Staubsaugern, etc. in Kabinen und Gängen verwendet werden, sowie
für Steckdosen,
die Strom bereitstellen für
Rasierapparate und Kleingeräte,
Steckdosen für
Fernsehgeräte,
Lampen und andere Geräte
in den Kabinen, sowie Kabel, die Signale übertragen, wie z. B. Telefonkabel,
Fernsehsignal-Verteilungskabel,
Alarmsignal-Kabel, Datenübertragungs-Kabel und
dergleichen.
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Gemäss dem vorliegenden
Stand der Technik werden Installationen zur Energie- und Signalverteilung
manuell aufgebaut. Die Kabel, die durch in den Hauptwänden und
Decken installierte Kanäle verlaufen,
werden auf eine bestimmte Länge
zugeschnitten, an den Enden abisoliert und mit den verschiedenen
Steuerungszentralen verbunden.
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Dies
ist offensichtlich ein sehr kostspieliges System, da die Installation
dieses Verteilungsplatzes viel Arbeit durch sachkundige Ingenieure
erfordert.
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Man
hat versucht, das Problem durch Verwendung von Buskanälen oder
Buswegen anstelle von Kabeln zu lösen, was sich jedoch als erfolglos
erwies.
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Buskanäle bestehen
aus einer Anzahl starrer Kastenelemente einer vorbestimmten Länge mit
Energiezufuhrstäben
oder Kabeln, die im Innern angeordnet sind und dadurch installiert
werden, indem man sie miteinander in situ verbindet, wobei bei Bedarf
zwischengeschaltete Verbindungskästen
eingebaut werden.
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Diese
Buskanäle
haben jedoch den großen Nachteil,
dass sie starr sind und nicht gebogen werden können.
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Das
Buskanalsystem wurde entworfen, um Installationen durchzuführen, die
rasch auseinandergebaut und erneut eingebaut werden können, um
sie an Änderungen
der Topographie anzupassen doch ist diese Möglichkeit der raschen Änderung
der Positionen der Steckdosen im Falle von Schiffen und dergleichen
nutzlos, da bei ihnen die Installation dauerhaft ist. In die sem
Fall wäre
es vorteilhaft, Verteilungssysteme für Energie und Signale zu haben,
die sich leichter herstellen und installieren lassen, und die darüber hinaus
leicht gebogen werden können, um
allen Wegen zu folgen, die zum Erreichen der verschiedenen Geräte ohne
Schwierigkeit erforderlich sind.
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Die
LU 36680 A offenbart ein flexibles System zur Verteilung elektrischer
Energie in seiner Mehrheit voneinander entfernter Halterungen, wobei Leiter
zur Übertragung
von Strom innerhalb von Sitzen um den äußeren Rand der Halterungen
herum montiert sind.
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Um
dieses Problem zu lösen,
bietet die vorliegende Erfindung ein flexibles System zur Verteilung
von Energie und Signalen gemäss
Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Das
System umfasst eine Mehrheit von Halterungen, die z. B. durch scheibenförmige Elemente oder
dergleichen gebildet sind, mit einer Mehrheit von Sitzen um den äußeren Rand
herum, die zur Aufnahme aller Stäbe
und Kabel ausgelegt sind, die zum Übertragen von elektrischem
Strom und Signalen von einer Haupt-Schaltzentrale zu den Steuerungszentralen
verwendet werden, die z. B. in jeder Kabine vorhanden sind.
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Diese
Schalter mit den Stäben
und den um den äußeren Rand
herum angeordneten Kabeln sind vorzugsweise mit einem dehnbaren
Mantel überzogen.
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Es
sind Ableitungselemente eingebaut. Diese Elemente bestehen im wesentlichen
aus einer Hülse
oder dergleichen, die derart installiert ist, dass sie über das
Bündel
aus Stäben
und Kabeln gleitet, die von der Haupt-Schaltzentrale wegführen, und
ist mit einer Mehrzahl von Kontakten ausgestattet, die auf die Stäbe und Kabel
einschnappen können,
um den Strom und die Signale anzuzapfen, die dann zu den Schaltzentralen
in den verschiedenen Kabinen gesendet werden.
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Die
Tatsache, dass diese Gehäuse
oder Hülsen
entlang der Stromzufuhrstäbe
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Halterungen gleiten können, führen zu
einer großen
Erleichterung bei der Verdrahtung zu den Sekundär-Schaltzentralen. Die Stäbe und Kabel
sind auf den entsprechenden Halterungen derart befestigt, dass sie
ebenfalls gleiten können, was
bedeutet, dass sie leicht gebogen werden können, jedoch dennoch voneinander
beabstandet gehalten werden können.
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Die
Erfindung wird nun anhand eines nicht einschränkend aufzufassenden Beispiels
anhand der begleitenden Zeichnung ausführlich beschrieben, wobei:
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1 eine
schematische Perspektivansicht eines Komplexes von Stäben und
Kabeln zur Verteilung elektrischer Energie und Signalen gemäss der Erfindung
ist;
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2 eine
Perspektivansicht einer Konstruktionsform der Kabelhalter in einem
erfindungsgemäßen System
ist;
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3 eine
Querschnittsansicht des in 1 gezeigten
Verteilungskomplexes entlang einer Ebene senkrecht zu der Kabelachse
ist;
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4 eine
Perspektivansicht einer Ableitungsvorrichtung in einem erfindungsgemäßen System
ist;
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5 eine
Perspektivansicht eines Kontaktes ist, der in unterschiedlichen
Arten der Ableitungsvorrichtung verwendbar ist;
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6 eine
Besonderheit des Gehäuses
der Ableitung im Querschnitt mit dem entsprechenden Anschluss an
die Schutzhülle
zeigt; und
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7 eine
Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen Komplexes zeigt, und zwar
mit einem Beispiel einer Klammer, die für die Wand- oder Deckenmontage
ausgelegt ist.
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Bei
diesem erfindungsgemäßen System werden
eine Mehrzahl von Stäben
und Kabeln der Stromversorgung verwendet, die um den äußeren Rand
geeigneter, voneinander entfernter Halterungen herum angebracht
sind, um elektrische Energie und Signale zu verteilen.
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Diese
Halterungen können
sich in ihrem Aufbau unterscheiden (rund, polygonal, etc.), wobei
aber eine runde Form bevorzugt wird, die sich leichter in den bestehenden
dehnbaren Schutzmantel einführen
lässt.
Außerdem
tritt aufgrund der symmetrischen Form bezüglich jeder Ebene ein Problem
auf, wenn das Bündel
in irgendeine Richtung gebogen werden muss. Diese Möglichkeit
des Biegens des Bündels aus
Stäben
und Kabeln stellt einen besonders herausragenden Vorteil des erfindungsgemäßen Systems
dar.
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Wenn
sein Gesamtdurchmesser zu groß ist, könnte das
Bündel
sogar aufgerollt und abgerollt werden, wobei sich z. B. offensichtliche
Vorteile bei der Installation in Schiffen oder an schwer zugänglichen Orten
ergeben.
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Wie
erwähnt,
werden die Kabel und Stäbe
an Halterungen angebracht, von denen einen in 1, 2 und 3 beispielhaft
gezeigt ist.
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In 3 ist
dieser Halter entlang einer Richtung parallel zu den Kabeln und
Stäben
gezeigt, während
er in 2 in der Perspektivansicht gezeigt ist.
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1 zeigt
schematisch ein Bündel
aus Stäben
und Kabeln, die auf den entsprechenden Halterungen angebracht sind,
wobei die Ansicht den abgeschlossenen Zusammenbau zeigt.
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In 2 und 3 zeigt
die Bezugsziffer 1 eine dieser Halterungen, die im wesentlichen
aus einem flachen scheibenförmigen
Element besteht, das so geformt ist, dass es eine Gruppe von Hohlräumen vorbestimmt,
die in einem gleichmäßigen Muster
verteilt und Sitze für
die Aufnahme elektrischer Signalverteilungskabel und dergleichen
bilden.
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Die
Halterung 1 besteht aus einem isolierenden Material, wie
z. B. Teflon, Nylon oder ähnlichem Material,
und die Sitze 2 sind derart geformt, dass die Öffnung geringfügig schmaler
als der Körper
des Sitzes ist, so dass die Kabel in jedem dieser Hohlräume infolge
einer geringen elastischen Verformung des die Halterungen bildenden
Materials durch Einschnappen befestigt werden können.
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Zu
diesem Zweck sind in den Sektoren oder Vorsprüngen 3, die mit den
Hohlräumen 2 abwechseln,
Löcher 4 enthalten,
die einen Doppelzweck erfüllen,
nämlich
die Halterung leichter zu machen und ihre geringfügige Verformung
zu erleichtern, wenn die Stäbe
oder Leiter eingeführt
werden.
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Der äußere Rand
jedes der Sektoren 3 enthält mehrere Einkerbungen 5 geeigneter
Größe, die jeweils
zur Aufnahme einer Stange, eines Stromversorgungsstabs oder eines
Leiters ausgelegt sind, die bzw. der vorzugsweise durch ein rohrförmiges Element
gebildet ist, das aus einem geeigneten Material, wie z. B. Kupfer
oder idealerweise Aluminium besteht.
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In
diesem Fall würde
ein Material, wie z. B. Aluminium oder eine Aluminiumlegierung bevorzugt, weil
es billiger als Kupfer ist und insbesondere weil es leichter ist,
was insbesondere im Falle von Installationen in Schiffen und Flugzeugen
höchst
vorteilhaft ist, bei denen das Gewicht minimiert werden muss.
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So
könnten
z. B. Leiter aus Nickel/Aluminium-Legierung verwendet werden, da
Nickel, ein äußerst inertes
Metall, das üblicherweise
auf der Oberfläche
von Aluminium vorhandene Oxid ersetzt, wodurch qualitativ hochwertige
Kontakte gebildet werden.
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Diese
Stromversorgungsstangen sind in 2 und 3 mit
der Bezugsziffer 6 versehen.
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Wie
zuvor erwähnt,
können
die Einkerbungen 5 in unterschiedlichen Größen gefertigt
werden, um vorzügliche
Arten von Stäben
aufzunehmen. So könnten
z. B. Stangen für
die Zufuhr von Strom mit einer Spannung von 220/380 Volt in einem
der Sektoren 3 vorgesehen werden, während Spannung für 110 Volt
in einem anderen Sektor und Stangen für die Zufuhr von Schwachstrom
für Rasierapparate,
etc. in einem anderen Sektor positioniert werden könnten.
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Die
Unterteilung der Halterung 1 in Sektoren, von denen jeder
Einkerbungen enthält,
die einen Sitz für
eine Gruppe von Stäben
bilden, ermöglich
die Umverteilung der verschiedenen Arten von Leitern in einer geordneten
Art und Weise, wodurch der Zusammenbau des Systems noch weiter erleichtert wird.
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Die
Stangen könnten
mit verschiedenen Farben lackiert sein, um die verschiedenen Leitungen und
Phasen zu identifizieren. Die Scheiben der Stangen sind vorzugsweise
dunkel, da es sich gezeigt hat, dass dunkle Stangen aufgrund der
Wärmeableitung
Strom mit größerer Intensität transportieren
können.
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Die
Tatsache, dass die Einkerbungen 5 von außen zugänglich sind,
bedeutet, dass die Stangen jederzeit und sogar nach dem Abschluss
des Zusammenbaus hinzugefügt
werden können,
so dass keine Notwendigkeit besteht, das gesamte Bündel zum Zeitpunkt
der Kommissionierung fertig zu stellen. Nur die wirklich benötigten Leiter
und/oder Kabel müssen installiert
werden, während
andere bei Bedarf später hinzugefügt werden
können.
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Wie
erwähnt,
werden durch eine Ummantelung, Abschirmung etc. geeignet geschützte Kabel
in die Strömräume 2 eingeführt. Hierbei
kann es sich um Kabel mit Kupferleitern oder um faseroptische Kabel,
etc. handeln, die für
den Transport von Signalen ausgelegt sind, wie z. B. Telefonkabel,
Fernsehsignalkabel, Datenübertragungskabel
und Informationssignal-Übertragungskabel,
welche die verschiedenen Vorrichtungen in den Kabinen mit dem zentralen
Steuerungssystem verbinden.
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Die
Kabel sind in den Figuren mit der Bezugsziffer 7 gekennzeichnet.
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Dieser
Komplex aus Leitern, Kabeln und den entsprechenden Halterungen wird
vorzugsweise im Innern flexibler Ummantelungen bekannter Bauart angeordnet,
die in 1 und 5 als Nr. 8 gekennzeichnet
sind und aus halogenfreien Materialien bestehen.
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Die
Elemente bestehen im wesentlichen aus einem Rohr bzw. Schlauch mit
Harmonika-Faltung mit einem spiralförmigen Gewebe oder Versteifungsrippen
aus Metall, die entlang des äußeren Randes verlaufen.
Diese Rippen verhindern ein Zusammenquetschen des Mantels, wenn
er gebogen wird, und wirken gleichzeitig als Abschirmelement.
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Die
Kabel 7 und Stäbe 6 können bezüglich ihrer
Halterungen etwas gleiten, wodurch ein Biegen des Bündels selbst
in einem Winkel von 90° ohne
ein Zusammenquetschen an den Biegungen ermöglicht wird.
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Diese
Bündel
aus Kabeln und Leitern mit ihren Halterungen können in unterschiedlichen Längen einbaufertig
gefertigt sein. Die Kabel und Stäbe
werden mit Außen-
und Innensteckern an den Enden versehen, um eine rasche und einfache
Verbindung zu ermöglichen.
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Es
reicht aus, wenn die Außen-Verbindungsvorrichtungen
in die entsprechenden Innen-Verbindungsvorrichtungen des benachbarten
Elements eingeführt
werden und sie z. B. mit Zangen durch Auf quetschen oder mit einem
anderen bekannten Verfahren befestigt werden.
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Das
System wird durch geeignete Ableitungselemente vervollständigt, die
es ermöglichen, Energie
und Signale von dem oben erwähnten
Bündel
abzuzweigen und zu den Schaltzentralen in jeder Kabine zu befördern.
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Eine
mögliche
Form des Aufbaus dieser Elemente ist in 4 gezeigt.
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Insbesondere
könnten
diese Ableitungselemente ein Gehäuse
aufweisen, das so ausgelegt ist, dass es um die Außenseite
des Kabelbündels
herum passt. Das Gehäuse
könnte
die Form einer Hülse oder
eines zangenartig zu öffnenden
Elements 9 haben und wird unmittelbar mit einer Mehrzahl
loser Quetschkontakte 10 befestigt, bevor die Hülse oder die
Gleitkontakte, wie z. B. Federkontakte oder dergleichen 11,
eingeführt
werden, die jeweils auf einen Leiter schnappen, um den elektri schen
Kontakt herzustellen, wenn sich das Gehäuse 9 um das Leiterbündel schließt.
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Die
Ableitungselemente können
daher entlang des Kabelbündels
zwischen den Halterungen 1 gleiten, was zum Halten der
Installation ein sehr nützliches
Merkmal ist.
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Es
ist nicht mehr notwendig, die Ableitungselemente zum Zeitpunkt der
Herstellung entlang des Leiterbündels
genau zu positionieren, sondern es reicht aus, wenn sie irgendwo
an dem Abschnitt des Bündels
zwischen zwei Halterungen 1 angebracht werden, die in der
Nähe der
Kabinen-Steuerungszentrale verlaufen.
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Sobald
das Leiterbündel
installiert worden ist, reicht es an dem Punkt aus, das Ableitungselement
entlang des Bündels
zu der genauen Position der Zentrale zu verschieben und die erforderliche Verdrahtung
durchzuführen.
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Für diesen
Zweck wird das Abzweigungselement 9 vorzugsweise auf beiden
Seiten mit geeigneten Verbindungsvorrichtungen ausgestattet zur
Verbindung des dehnbaren äußeren Schutzmantels 8 mit
dem Kopf 13, wie in 6 gezeigt.
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In
den Figuren nicht gezeigte Sicherungen könnten an dem Ableitungselement
an den geeignetsten Stellen angebracht werden.
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Der
Zusammenbau des Verteilungssystems ist daher sehr einfach.
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Sobald
die Anzahl und Art der zu verwendenden Kabel und Leiter bestimmt
worden ist, werden Halterungen 1 mit einer ausreichenden
Anzahl von Sitzen hergestellt, um alle Leiter unterzubringen, die an
den Halterungen zusammengebaut werden, um Bündel mit geeigneter Länge (z.
B. 3 bis 4 m) zu bilden oder eine Rolle mit optimaler Länge (z.
B. 10 bis 20 m) zu bilden im Hinblick auf die Flexibilität des Zusammenbaus.
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Ableitungselemente
können über diesem Bündel bei
Bedarf an dem Abschnitt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Halterungen 1 befestigt
werden, die sich in der Nähe
der Kabinen zentral befinden.
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Wenn
das sich öffnende
Ableitungselement verwendet wird, könnten sie selbst nach der Verlegung
des Bündels
installiert werden, indem man sie einfach um die Leiter herum anordnet
und sie schließt,
so dass die Federkontakte 10 mit einer Genauigkeit bis
zu 1 mm auf die Leiter schnappen.
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An
diesem Punkt reicht es aus, den Schutzmantel aufzupassen, der eine
Art Kanal um das Bündel
herum bildet.
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Ein
einfaches System, wie z. B. Klammern für die Wand- oder Deckenmontage,
wie in 7 gezeigt, mit einer Basis 14 mit einem
offenen ringförmigen
Element 10, in welches der das Bündel aus Kabeln und Leitern
enthaltende Mantel eingeführt
werden kann, könnte
zum Installieren des Bündels
verwendet werden.
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Im
Falle von Räumen
mit Metallstrukturen, könnten
die Nasen 14 der Klammern ein magnetisches Befestigungselementsystem
aufweisen. Die Verbindung zwischen aufeinanderfolgenden Bündeln wird
durchgeführt,
indem man einfach die Außenanschlüsse eines
Bündels
in die Innenanschlüsse
des nächsten
Bündels
einführt
und sie durch Aufquetschen bzw. Crimpen oder ein anderes bekanntes System
befestigt, woraufhin die Schutzmäntel 8 ausgedehnt
werden, bis sie aufeinandertreffen, und sie mit Hilfe eines bekannten
Verbindungssystems zusammengefügt
werden.
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Um
die Abzweigungselemente zu installieren, reicht es daher aus, die
Hülse 9 zu
verschieben, wenn sie schon um das Bündel herum aufgepasst sind,
oder die zangenartig vorstehenden Elemente in einer Position zu
befestigen, die jeder versorgten Vorrichtung entspricht und sie
zu schließen,
wodurch die verschiedenen Kontakte auf den zusammenpassenden Leitern
festgeklemmt werden.
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Das
Ableitungselement wird somit sehr rasch installiert, da es nur mit
der Kabinenzentrale verbunden werden muss.
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Die
dehnbaren Mäntel 8 werden
ebenfalls auf beiden Seiten des Ableitungselements 9 befestigt,
das auf beiden Seiten mit Verbindungsvorrichtungen befestigt wird,
die sich für
diesen Zweck eignen.
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Das
beschriebene System ist infolge der rationalen Anordnung der Kabel
besonders kompakt, und vor allem lässt sich der Zusammenbau des
Systems stark beschleunigen. Aus der Praxis bildet das erfindungsgemäße System
einen Komplex für
die Verteilung elektrischer Energie und Signale, der sowohl als
Kanal als auch als eine Art Busglied mit Verbindungskräften und
Schutzmänteln
wirkt. Es ist sehr leicht, kann über
seine gesamte Länge
inspiziert werden, und kann aufgrund der Möglichkeit des Einführens und
Entfernens von Stangen je nach Bedarf erweitert oder verringert
werden.
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Das
System bietet einen hohen Grad an Schutz selbst gegen Flüssigkeitsstrahlen.
Aufgrund seiner Festigkeit und Leichtigkeit können letztendlich auch Verbraucher-Vorrichtungen,
wie z. B. Rauchmelder, Lautsprecher, Lampenfassungen, Decken-Lampenfassungen,
Notausgangleuchten, Lampen, etc. unmittelbar an dem Bündel aufgehängt werden.