DE8633663U1

DE8633663U1 - Stromversorgungseinrichtung für eine fernbediente Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE8633663U1
Application number: DE19868633663
Authority: DE
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1986-12-17
Filing date: 1986-12-17
Publication date: 1987-02-26

Description

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L. · C. SteinwOller GebH 5270 Glimmer sbach, den 15.12.1986 Postfach 10 08 55

Gebrauchsmusteranmeldung

Stromversorgungsvorrichtung für eine fernbediente

Arbeitsmaschine

Die Beschreibung betrifft eine Vorrichtung zur Stromversorgung einer über einen Vorgegebenen Arbeitsbereich beliebig verfahrbaren und mit mindestens einem Stromabnehmer ausgerüsteten Arbeitsmaschine, insbesondere einer fernbedienten Arbeitsmaschine für den Einsatz in kerntechnischen Anlagen, bestehend aus einer an der Arbeitsmaschine angeordneten Kabeltrommel mit einer mit einer Achslagerung versehenen Ab- und Aufwickeleinrichtung und aus mindestens einem mehradrigen Elektrokabel mit kabelendseitigen Anschlußeinrichtungen zur Stromauf- und -abnähme.

Der Einsatz einer derartigen Stromversorgungseinrichtung ist allgemein bekannt, beispielsweise aus der DE-OS 29 33 908 um eine mit einem oder mehreren Stromabnehmern ausgerüstete Arbeitsmaschine an jedem Ort ihres vorgegebenen Arbeitsbereiches von einer zentralen Stromverteileinrichtung aus mit Strom über ein mindestens mehradriges Elektrokabel zu versorgen. Damit nicht ein lose herumliegendes Eloktrokabel den Bewegungsraum der Arbeitsmaschine behindert, ist an der Arbeitsmaschine eine Kabeltrommel angeordnet, auf der sich das von der Stromverteileinrichtung zur Arbeitsmaschine führende Elektrokabel je nach der Bewegungsrichtung der Arbeitsmaschine weitestgehend auf- oder abwickelt. Während

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zur Stromaufnahme an der Stromverteileinrichtung meist eine stationäre Anschlußeinrichtung in Form einer Steckoder Klemmleiste vorgesehen ist, muß zur Stromabnahme eine Anschlußeinrichtung eingesetzt werden, die eine aufgrund der Kabeltrommeldrehung verursachte Verdrillung des Elektrokabels vermeidet. Eine häufig beschrittene Konstruktionslösung für eine Anschlußeinrichtung der Stromabnahme sieht vor, daß das Elektrokabel entsprechend der Anzahl seiner Leitungen an entlang der Trommel achse befindlichen ringförmigen Schleifpolen endet, über die unabhängig von der Kabeltrommeldrehung mittels Schleifschuhen die Stromabnahme für die einzelnen Stromabnehmer vorgenommen wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Kabeltrommel zum Auf- und Abwickeln des Elektrokabels zu drehen, ohne daß an dem Elektrokabel Zerstörungen auftreten. Dabei besteht häufig die zum Auf- und Abwickeln vorgesehene Einrichtung aus einem Antrieb durch Federkraft. Der Einsatz von Schleifkontakten entlang der Trommelachse beschränkt jedoch aus konstruktiven Gründen die Anzahl der Stromleitungen. Zur Vermeidung von Kontaktstörungen unterliegen die Schleifkontakte einer besonderen und häufigen Wartung. Darüber hinaus ist die problemlose übertragung von Stromimpulsen zur Steuerung von Elektroeinrichtungen sehr erschwert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus einer Kabeltrommel bestehende Stromversorgungsvorrichtung dahingehend zu verbessern, daß zwischen den Anschlußeinrichtungen zur Stvomauf- und -abnähme für mindestens ein mehradriges Elektrokabel eine nahezu störungs- und wartungsfreie Elektroverbindung für eine beliebige Anzahl Leitungen vorliegt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kabeltrommel auf gleicher Trommelachse mit einer kabelaufnehmenden Walze von kleinerem, zur Kabelauflage maßgebendem Durchmesser als dem der Kabeltrommel starr verbunden ist,

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wobei der zur Stromabnahme führende Endteil des EU'.ktrokabels von der Kabeltrommel mindestens in oder an der Trommelachse zur Walze geführt, auf der Walze aufgewickelt und von der Walze abgehend mit der Anschlußeinrichtung zur Stromabnahme verbunden ist, wobei einer der Stromabnehmer ein Fahrantrieb der verfahrbaren Arbeitsmaschine ist.

Durch die Führung des Eiektrokabeis im Bereich der Kabeltrommel wird erreicht, daß bei einem Verfahren der Arbeitsmaschine in dem vorgegebenen Arbeitsbereich das zur Stromversorgung dienende mehradrige Elektrokabel auf der Kabeltrommel und auf der Walze ohne wesentliche mechanische Beanspruchung der Elektroverbindung zwischen Stromverteileinrichtung und Stromabnehmer auf- oder abgewickelt wird und daß so nicht mehr durch frei zwischen Stromverteileinrichtung und Arbeitsmaschine herumliegende Kabelschlaufen das Verfahren der Arbeitsmaschine behindert wird. Anstelle von Schleifkontakten kann nunmehr als Anschlußeinrichtung für die Stromabnahme eine oder mehrere wartungs- oder störungsunabhängige Steck- oder Klemmleisten vorgesehen werden. Je nach der Wickelricbtung des Eiektrokabeis auf der Kabeltrommel und auf der Walze wird das Elektrokabel in unterschiedlicher Weise auf- oder abgewickelt. Bei gegenläufiger Wicklung wird beim Aufwickeln des Eiektrokabeis auf der Kabeltrommel gleichzeitig von der Walze Elektrokabel abgewickelt. Dieser Vorgang kehrt sich um, wenn das Elektrokabel auf der Kabeltrommel abgewickelt wird. Bei gleichläufiger Wicklung wird dagegen sowohl an der Kabeltrommel als auch an der Walze Elektrokabel auf- oder abgewickelt.

Aufgrund eines gewählten, für die Kabelauflage maßgebenden Durchmesserverhältnisses zwischen Kabeltrommel und Walze werden an der Kabeltrommel und an der Walze Elektrokabel in unterschiedlichen Längen auf- und/oder abgewickelt. Dies ermöglicht, die Arbeitsmaschine unter Auf- oder

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Abwicklung größerer Elektrokabellängen auf der Kabeltrommel über einen relativ großen Arbeitsbereich zu verfahren, wobei gleichzeitig von der Walze eine relativ kleine Kabellänge in Form einer Schlaufe ab- bzw. aufgewickelt wird. Die Wicklung des Elektrokabels auf der Kabeltrommel und der Walze, ermöglicht es, überdies auch ein oder mehrere vieladrige Elektrokabel sowohl zur Stromerzeugung einer beliebigen Anzahl von Stromabnehmern als auch zur Steuerung von Elektroeinrichtyngsn einzusetzen. Eine derart mit einer Stromversorgung ausgestattete Arbeitsmaschine eignet sich als fernbedienbares Arbeitsgerät in besonders vorteilhafter Weise für einen Einsatz in kerntechnischen Anlagen, wenn aufgrund der äußeren Arbeitsbedingungen innerhalb eines derartigen Arbeitsbereiches der Einsatz von Personen ausgeschlossen ist.

In diesem Zusammenhang kann es zweckmäßig sein, wenn die Ab- und Aufwickeleinrichtung für die Kabeltrommel und die Walze einen selbsttätigen Elektroantrieb besitzt, der es ermöglicht, gezielt den Ab- und Aufwickelvorgang an der Kabeltrommel und an der Walze während des Verfahrens der Arbeitsmaschine zu bestimmen.

Es ist auch zweckmäßig, wenn die Ab- und Aufwickeleinrichtung für die Kabeltrommel und die Walze über eine Bewegungsübertragungseinrichtung mit dem Fahrantrieb der Arbeitsmaschine verbunden ist. Als Bewegungsübertragungseinrichtung kann beispielsweise eine Riemanübertragung oder ein Zahn- oder Reibradgetriebe vorgesehen werden, über eine derartige Einrichtung ist der an der Kabeltrommel und an der Walze stattfindende Ab- oder Aufwickelvorgang vorteilhaft mit der Fahrbewegung der Arbeitsmaschine gekoppelt. Dabei ist die ab- oder aufwickelnde Kabellänge stets der zu- oder abnehmenden Entfernung zwischen Stromverteileinrichtung und Arbeitsmaschine angepaßt.

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Ferner ist es zweckmäßig, wenn die Auf- und Abrolleinrichtung für die Kabeltrommel und die Walze aus jeweils zwei zur Trommelachse koaxialen, beiderseits von Kabeltrommel und Walze fest verbundenen, gleichgroßen Laufrollen sowie parallelen Laufschienen für die Laufrollen besteht. Eine derartige Einrichtung ist vorteilhaft dann in Erwägung zu ziehen, wenn bei gegenläufiger Kabelwicklung an der Kabeltrommel und an der Walze zwischen der Walze und der Anschlußeinrichtung zur Stromabnahme keine EleKtrokabelschlaufe aus Platz- oder Sicherheitsgründen vorliegen darf.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Laufschienen in Richtung der sich aus der Elektrokabel-Abwicklung ergebenden Rollbewegung von Kabeltrommel und Walze ansteigend geneigt sind. In diesem Fall vollzieht beim Abwickeln des Elektrokabels von der Kabeltrommel entsprechend dem Verfahren der Arbeitsmaschine die Kabeltrommel und die Walze über die auf den in Bewegungsrichtung ansteigend geneigten Laufschienen abrollenden Laufrollen eine Dreh- und Fortbewegung, aufgrund der sich an der Walze gleichzeitig Elektrokabel ohne Schlaufenbildung aufwickelt. Die Kabeltrommel und die Walze erreichen auf den Laufschienen ihre Endpostition, wenn zwischen Stromverteileinrichtung und Arbeitsmaschine die volle Länge des auf der Kabeltrommel befindlichen Elektrokabels abgewickelt ist. Beim Aufwickelvorgang rollt die Kabeltrommel und die Walze infolge der geneigten Laufschienen schwerkraftbedingt in ihre urpsrüngliche Position zurück.

Zweckmäßig ist es auch, wenn der Durchmesser der Laufrollen mindestens dem für die Kabelauflage maßgebenden Durchmesser der Walze entspricht. Auf diese Weise kann das Elektrokabel zwischen Walze und Anschlußeinrichtung zur Stromabnahme in gleicher Weise gespannt gehalten werden,

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wie zwischen der Anschlußeinrichtung zur Stromaufnahme an der Stromverteileinrichtung und der Kabeltrommel in der Arbeitsmaschine.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer mit einer

Stromversorgungseinrichtung ausgerüsteten Arbeitsmaschine und

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Arbeitsmaschine, innerhalb der die Stromversorgungseinrichtung auf Laufschienen rollbar angeordnet ist.

Auf einer durch einen Fahrantrieb über einen vorgegebenen Arbeitsbereich 1, beispielsweise einem Werkstattraum beliebig verfahrbaren und mit mindestens einem Stromabnehmer ausgerüsteten Arbeitsmaschine 2 ist eine Kabeltrommel 3 und auf gleicher Achse 4 eine kabelaufnehmende, mit der Kabeltrommel starr verbundene Walze 5 mit einer gleichfalls in Fig. 1 nicht dargestellten mit einer Lagerung versehenen Ab- und Aufwicklung angeordnet. Mindestens ein mehradriges Elektrokabel 6, daß an seinem einen Ende eine in Form von Klemm- oder Steckleisten ausgebildete Anschlußeinrichtung zur Stromaufnahme 7 an einer zentralen Stromverteileinrichtung besitzt, ist auf der Kabeltrommel 3 aufgewickelt. Der andere, zum Stromabnehmer führende Endteil des Elektrokabels 6 ist von der Kabeltrommel 3 kommend entlang oder in der Trommel achse 4 zu der Walze 5 geführt, auf der Walze 5 aufgewickelt und dieser mit einer in Form von Klemm- oder Steckleisten ausgebildeteten Anschlußeinrichtung zur Stromabnahme 8 für diverse Stromabnehmer verbunden. Die zur Kabelaufnahme maßgebenden Druchmesser der Kabeltrommel 3 und der Walze 5 sind

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verschieden, wobei der Durchmesser der Walze 5 gegenüber dem der Kabeltrommel 3 kleiner ist. Die in Fig. 1 wiedergegebene Wickelrichtung des Elektrokabels 6 auf der Kabeltrommel 3 und der Walze 5 ist gleichläufig. Bei zur Gänze auf der Kabeltrommel 3 aufgewickeltem Elektrokabel 6 ist dann die Kabelverbindung zwischen der Walze 5 und der Anschlußeinrichtung zur Stromabnahme 8 leicht gespannt. Beim Verfahren der Arbeitsmaschine 2 entsteht mit zunehmender Entfernung von der zentralen Stromverteileinrichtung bzw. mit dem Abwickelvorgang des Elektrokabels 6 von der Kabeltrommel 3 zwischen der Walze 5 und der Anschlußeinrichtung zur Stromabnahme 8 eine Kabelschlaufa, die beim Aufwickeln des Elektrokabels an der Kabeltrommel 3 wieder verschwindet. Zur Herstellung eines übereinstimmenden Ablaufes von Ab- und Aufwickeln dos Elektrokabels 6 und dem Verfahren der Arbeitsmaschine 2 sind die mit der Ab- und Aufwickeleinrichtung versehene Kabeltrommel 3 und Walze 5 beispielsweise entweder mit einem selbsttätigen Elektroantrieb oder über eine Bewegungsübertragungseinrichtung in Form einer Riemenübertragung oder eines Zahn- oder Reibradgetriebes mit dem Fahrantrieb der Arbeitsmaschine 2 verbunden.

Für den Fall, daß aus Platz-, Sicherheits- oder anderen Gründen in der Arbeitsmaschine 2 zwischen der Walze 5 und der Anschlußeinrichtung zur Stromabnahme 8 eine Kabelschlaufenbildung vermieden oder gering gehalten werden muß, ist gemäß Fig. 2 vorgesehen, in einer gleichfalls wie in Flg. 1 durch einen Fahrantrieb über einen vorgegebenen Arbeitsbereich 11 verfahrbaren Arbeitsmaschine 12 eine Kabeltrommel 13 und eine auf gleicher Achse 14 befindliche, mit der Kabeltrommel 13 starr verbundene Walze 15 über koaxiale, mit der Kabeltrommel 13 und der Walze 15 fest verbundene Laufrollen 19 in Verbindung mit parallelen, in Bewegungsrichtung ansteigend geneigten Laufschienen 20 rollbar anzuordnen. Diese Anordnung, deren Anwendung

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insbesondere bei gegenläufiger Kabelwicklung sinnvoll ist, bewirkt, daß beim Abwickeln von zwischen einer Stromverteileinrichtung und der Arbeitsmaschine 12 befindlichen Elektrokabel 16 von der Kabeltrommel 13 aufgrund der Roll- und Fortbewegung gleichzeitig zwischen der Walze 15 und einer Anschlußeinrichtung zur Stromabnahme 18 Elektrokabel aufgewickelt wird. Die Vorgabe einer Kabelschlaufe zwischen der Walze 15 und der Anschlußeinrichtung zur Stromabnahme 18 ist bei diesem Vorgang nicht erforderlich. Bei voll von der Kafre¹trommel 13 abgewickelten Elektrokabels 16 haben dann die Kabeltrommel 13 und die Walze 15, die beim Abwickeln auf den ansteigend geneigten Laufschienen 20 emporgerollt sind, einen Endpunkt erreicht, bis zu dem die Kabelverbindung zwischen der Walze 15 und der Anschlußeinrichtung zur Stromabnahme 18 stets leicht gespannt ist. Günstig dabei ist, wenn der zur Kabelauflage maßgebende Durchmesser der Walze 15 mit dem Rolldurchmesser der Laufrollen 19 übereinstimmt. In Anpassung an die räumlichen Gegebenheiten der Arbeitsmaschine 12 kann aber auch ein anderes Durchmesserverhältnis zwischen den Laufrollen 19 und der Walze 15 gewählt werden. Das Aufwickeln des Elektrokabels 16 auf der Kabeltrommel 13 bzw. das Abwickeln an der Walze 15 vollzieht sich aufgrund des schwerkraftbedingten Zurückrollens der Kebeltrommel 13 und der Walze 15 auf den Laufschienen 20 in die ursprüngliche Position, wenn die Arbeitsmaschine 12 wieder in Richtung der zentralen Stromverteileinrichtung verfahren wird.

(Hierzu 2 Blatt Zeichnungen)

Claims

L. & C. Steinadler GabH 5270 Gumersbach, den 15.12.1986 Postfach 10 08 55/65 SchutzansprOche

1. Vorrichtung zur Stromversorgung einer über einen vorgegebenen Arbeitsbereich beliebig verfahrbaren und mit mindestens einem Stromabnehmer ausgerüsteten Arbeitsmaschine, insbesondere einer fernbedienten Arbeitsmaschine für den Einsatz in kerntechnischen Anlagen, bestehend aus einer an der Arbeitsmaschine angeordneten Kabeltrommel mit einer mit einer Achslagerung versehenen Ab- und Aufwickeleinrichtung und aus mindestens einem mehradrigen Elektrokabel mit kabelendseitigc'n Anschlußeinrichtungen zur Stromauf- und -abnähme, dadurch

gekennzeichnet, daß die Kabeltrommel (3; 13) auf gleicher Trommelachse (4; 14) mit einer kabelaufnehmenden Walze (5; 15) von kleinerem, für die Kabelauflage maßgebendem Durchmesser als dem der Kabeltrommel (3; 13) starr verbunden ist, wobei der zur Stromabnahme führende Endteil des Elektrokabels (6; 16) von der Kabeltrommel (3; 13) mindestens in oder an der Trommelachse (4; 14) zur Walze (5; 15) zugeführt, auf der Walze (5; 15) aufgewickelt und von der Walze (5; 15) abgehend mit der Anschlußeinrichtung zur Stromabnahme (8; 18) verbunden ist, wobei einer der Stromabnehmer ein Fahrantrieb der verfahrbaren Arbeitsmaschine (2; 12) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab- und Aufwickeleinrichtung für die Kabeltrommel (3) und die Walze (5) einen selbsttätigen Elektroantrieb besitzt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab- und Aufwickeleinrichtung für die Kabeltrommel (3) und die Walze (5) über eine Bewegungsübertragungseinrichtung mit dem Fahrantrieb der Arbeitsmaschine (2) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab- und Aufwickeleinrichtung für die Kabeltrommel (13) und die

Walze (15) aus jeweils zwei zur Trommelachse (14)

koaxialen, beiderseits von Kabeltrommel (13) und Walze

(15) fest verbundenen, gleichgroßen Laufrollen (19)

^fl sowie parallelen, an der Arbeitsmaschine (12)

befestigten Laufschienen (20) besteht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufschienen (20) in Richtung der sich aus der Elektrokabel-Abwicklung ergebenden Rollbewegung von Kabeltrommel (13) und Walze

(15) ansteigend geneigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesset¹ der Laufrollen (19) mindestens gleich ist dem für die Kabelauflage maßgebenden Durchmesser der Walze (15).