JP2016507444A - 車両を電源に自動的に接続するための装置 - Google Patents

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Abstract

車両を電源に自動的に接続するための装置は、ケーブル(28、208)に接続された第一のコネクタ部品(42、216)を含むターンオーバアンカ(48、210)と、第二のコネクタ部品(44、230)を含むドッキングステーション(50、212)であって、第二のコネクタ部品(44、230)は、ターンオーバアンカ(48、210)が垂直にドッキングステーション(50、212)の中に設置された時に垂直連結軸(47、236)に従って第一のコネクタ部品(42、216)と嵌合するように構成されているドッキングステーション(50、212)と、を含む。この装置は、2本の水平に離間された垂直ロッド(58’、58’’、246’、246’’)をさらに含み、その各々は、ターンオーバアンカ(48、210)がドッキングステーション(50、212)の中に設置された時に、相対する要素(50’、50’’)の案内開口部または穴(62’、62’’、248’、248’’)の中に垂直に入り込むように配置され、ターンオーバアンカ(48、210)が垂直連結軸(47、236)と整合しない大きな力を受けた場合に、穴(62’、62’’、248’、248’’)の中にセルフロックされるような寸法である。

Description

本発明は概して、車両を電源に自動的に接続するための装置に関する。これはより詳しくは、移動式橋型クレーンを電源に自動的に接続するための装置に関する。
コンテナヤードでは、移動式橋型クレーンが貨物輸送用コンテナを昇降させ、移動させ、および積み重ねるために使用されている。
第一の種類のこのような橋型クレーンは、実質的に長方形のコンテナ蔵置領域の長さ方向の境界を画定する2本のレールからなる線路上でスチールホイールにより移動する。これらの第一の橋型クレーンは、レール式トランスファークレーン(RMGクレーン)と呼ばれる。RMGクレーンは一般に、橋型クレーンの片側に取り付けられたケーブルリールまたはウィンチに巻き付けられた電源ケーブルを介して電源供給される。電源ケーブルへの損傷を回避するために、これは、RMGのその線路に沿った移動中に、線路のレールの一方に沿って延びるトレンチの中に、ケーブルリールまたはウィンチの水平軌道の下に鉛直に設置される。RMGクレーンの主な欠点は、同じ線路に沿って位置付けられていない2つのコンテナ蔵置領域に対して作業を行うために、2つの異なるRMGクレーンが必要となることであり、これはRMGクレーンが第一の線路から第二の線路へと移動できないからである。
コンテナヤードで使用される他の種類の橋型クレーンは、スチールホイールの代わりにゴムタイヤを備えるホイールを有しており、したがって、一般にゴムタイヤ式橋型クレーン(RTGクレーン)と呼ばれる。このようなRTGクレーンは特定の線路に沿った移動に限定されない。RTGクレーンは、そのゴムタイヤによって、ランウェイとして知られる整備された表面上で移動し、コンテナ蔵置の境界を画定する2つのランウェイが所謂レーンを形成する。RTGクレーンのホイールは一般に、例えば1つのコンテナ蔵置領域から別の領域へと、すなわち第一のレーンから第二のレーンへと移動するために、RTGクレーンの移動方向を変更するように操縦可能である。その結果、RTGクレーンはRMGクレーンより柔軟性の高い用途を提供する。しかしながら、RTGクレーンは2つの離れたコンテナ蔵置領域間で移動できなければならないため、主電源に固定された接続ではこれらに電源供給することができなくなる。
したがって、ほとんどのRTGクレーンは発電機に連結された搭載ディーゼルエンジンによって電源供給を受ける。RTGクレーンでは、ディーゼルエンジンを動力源とする発電機が電気モータに電源を供給して、RTGクレーンを移動させ、ホイストおよびその他の装置を動作させる。しかしながら、環境およびメンテナンスの問題のほか、高騰するディーゼル価格から、搭載ディーゼルエンジンはその魅力を失う一方である。
その結果、ますます多くのRTGクレーンで、そのディーゼルエンジンは1つのコンテナ蔵置領域から別の領域へと移動させるため、すなわち所謂レーン横断操作のためだけに使用されるようになっている。1つの特定のコンテナ蔵置領域に対する作業を行うための直線レーンに沿って動作する際、このようなRTGクレーンのディーゼルエンジンは切られ、その電気モータには主電源から電源供給される。
レーンに沿って移動するRTGクレーンに主電源から電源供給するための第一のシステムは、レーンのランウェイに沿って延びる送電レールシステムを含む。RTGクレーンには、自動係合式の集電トロリが取り付けられる。RTGクレーンが新しいレーンに到着すると、その集電トロリが自動的に送電レールに係合して、RTGクレーンが主電源に自動的に接続される。しかしながら、集電トロリおよび/または送電レールは損傷を受けやすく、さらに、集電レールが高い感電事故の危険性を呈することがわかる。
代替的なシステムによれば、電力は、RMGクレーンについて上述したような電源ケーブルを通じてRTGクレーンに供給される。これは、RTGクレーンがRTGレーンに沿って移動する間、電源ケーブルがケーブルトレンチまたは、レーンのランウェイに沿って延びるケーブル経路から吊り上げられて、クレーンに取り付けられたケーブルリールの周囲に巻き取られることを意味する。RTGクレーンがレーンに沿って反対方向に移動すると、電源ケーブルはこのケーブルリールから繰り出されて、ケーブルトレンチまたはケーブル経路の中へと戻される。
このようなRTGクレーンは、例えば欧州特許出願公開第1 820 769 A1号明細書において開示されている(本段落で使用される参照番号は、この先行技術文献で使用されている参照番号である)。レーン横断操作を可能にするために、所謂接続箱20が各ケーブルトレンチ22に関連付けられ、電源ケーブル18の自由端にはプラグが備えられ、これは接続箱20の中のソケットに取り外し可能に接続できる。第一のレーンと第二のレーンとの間でレーン横断操作を実行する前に、電源ケーブル18のプラグが、第一のレーンに沿って延びるケーブルトレンチ22の接続箱20の中のソケットから切断される。RTGクレーンはこれで、その搭載ディーゼルエンジンにより第一から第二のレーンへと移動でき、それが第二のレーンに適正に位置付けられた後、電源ケーブルのプラグがこの第二のレーンに沿って延びるケーブルトレンチの接続箱の中のソケットに接続される。
電源ケーブルのプラグを第一のケーブルトレンチの接続箱の中のソケットから手動で切断し、それを第二のケーブルトレンチの接続箱のソケットに手動で接続しなおすことは時間がかかり、面倒であり、潜在的に危険であることが理解されよう。これに時間がかかるのは、クレーンのオペレータが、通常は橋型クレーンの上部においてトロリに固定されているその運転席を離れなければならず、地上に降りなければならず、接続または切断を行わなければならず、その後、また自分の運転席に戻らなければならないからである。接続/切断がクレーンのオペレータ以外の人物によって行われる場合、その人物は、接続または切断が必要な時にいつでもそこにいなければならず、そうでなければさらに多くの時間が失われる。これらの操作が面倒な作業であるのは、重いケーブルが取り付けられたままのプラグを床の高さにある穴に配置されたそのソケットへと案内するのが容易ではないからである。さらに、接続/切断がクレーンのオペレータ以外の人物によって行われる場合、接続/切断を行う人物に移動するRTGクレーンがぶつかり得るという危険性もある。
中国実用新案第202148142 U号明細書は、移動式橋型クレーンを、ケーブルを介して電源に自動的に接続するための装置を開示している。この機構はプラグフレームと、ソケットフレームと、接続機構と、ロック機構と、を含む。プラグフレームはケーブルの自由端に接続された第一のコネクタ部品を含む。ソケットフレームは、プラグフレームがソケットフレームの中へと垂直に設置された時に、垂直連結軸に従って第一のコネクタ部品と嵌合するように構成された第二のコネクタ部品を含む。接続機構は橋型クレーンに配置され、水平拡張モジュールと上下移動モジュールを含む。これは、取り外し可能な連結機構を介してプラグフレームを支持し、それをソケットフレームの中に設置し、漏斗形状の案内手段がプラグフレームをソケットフレームと横方向に位置合わせする。接続機構がプラグフレームから切断される前に、プラグフレームは、例えばロックピンを駆動するアクチュエータを含むロック機構によってソケットフレームにロックされる。しかしながら、このようなロック機構には多くの欠点がある。例えば、ロック機構が切断手順中に適正にロック解除されないと、システム全体が深刻な損傷を受ける可能性がある。同様に、ロック機構が接続手順中にプラグフレームをソケットフレーム内に適正にロックしないと、プラグフレームが橋型クレーンによってソケットフレームから外れ、少なくともコネクタが破壊される。
その結果、車両、特にRTGクレーンを電源に接続するための、原則として電源ケーブルの接続/切断作業における手動介入が不要となる、簡単で費用対効果の高い装置が求められる。
特開2011−073846 A号公報は、海上輸送コンテナを扱うクレーンに、レーンに沿って設置されたフィーダから電源を供給するためのクレーンフィーダシステムを開示している。このシステムは、フィーダに沿って移動されるフィーディングキャリッジを含む。接続装置は、クレーンから吊り下げられるケーブル自由端に接続される雄部分と、フィーディングキャリッジに取り付けられた雌部分を含む。雄部分は複数の電極リングを備える円錐形本体を有する。雌部分は雄部分の円錐形の本体を受けるための円錐形の空洞と、雄部分の電極リングと嵌合可能な複数の電極リングを有する。接続は、雄部分の円錐形本体を垂直に降下させて雌部分の円錐形の空洞の中へと入れることによって実現される。この日本の文献は、雌部分の中に雄部分をロックするためのロック手段を一切開示していないようである。したがって、雄部分と雌部分は、クレーンがフィーディングキャリッジに関して移動されると外れる可能性がある。
本発明は、ケーブルを介して車両を電源に自動的に接続するための装置に関する。この装置は、ケーブルの自由端に接続された第一のコネクタ部品を含むターンオーバアンカ(すなわち移動部分)と、第二のコネクタ部品を含むドッキングステーション(すなわち固定部分)であって、第二のコネクタ部品は、ターンオーバアンカが垂直にドッキングステーションの中に設置された時に垂直連結軸に従って第一のコネクタ部品と嵌合するように構成されているドッキングステーションと、を含む。
本発明の第一の態様によれば、装置は、水平に離間された垂直案内ロッドをさらに含み、ロッドの各々は、ターンオーバアンカがドッキングステーションの中に設置された時に、相対する要素の案内穴(または案内開口部)の中に垂直に入り込むように配置され、ターンオーバアンカが垂直連結軸と整合しない大きな力を受けた場合に、案内穴の中にセルフロックされるような寸法である。上記の案内ロッドと案内穴は、切断の原因となり得るターンオーバアンカの傾斜運動または垂直運動を効率的に防止し、それによってドッキングステーション内にターンオーバアンカをロックするための機構が不要になることが理解されよう。それゆえ、中国実用新案第202148142 U号明細書において開示されているロック機構の上記の欠点は効率的に排除され、本発明による装置はより安全で、より信頼性が高くなる。
好ましい実施形態において、垂直ガイドロッドはドッキングステーション内に配置され、案内穴はターンオーバアンカの1つまたは複数の要素の中に配置される。それゆえ、移動可能な要素、すなわちターンオーバアンカを小型化できる。
好ましい実施形態において、案内穴の各々は漏斗形状の入口と、それに続く実質的に円筒形の部分とを有し、ターンオーバアンカがドッキングステーション内へと降下される時に、漏斗形状の入口が案内ロッドの先端と協働して、ロッドを実質的に円筒形の部分の中へと案内し、その後、実質的に円筒形の部分が案内ロッドと協働して、ターンオーバアンカを接触位置へと必要な精度で案内する。この実施形態において、案内ロッドと案内穴はさらに、ターンオーバアンカをそのドッキングステーション内の中央に位置付けるために使用される。
好ましい実施形態において、水平に離間された垂直案内ロッドは、第一または第二のコネクタ部品に関して対称に配置される。この配置により、非常に効率的なコネクタ保護が確実となる。
本発明の別の態様によれば、ターンオーバアンカはケーブルドラムを含む。第一のコネクタ部品に接続されたケーブルの自由端は、少なくとも部分的にケーブルドラムの周囲で案内される。ターンオーバアンカは、ケーブルが好ましくはケーブルドラムの周囲で約180°離間され、垂直連結軸に関して偏心的な2つの位置においてケーブルドラムを離れることができ、それによりケーブルによってターンオーバアンカにかかる力が垂直連結軸と整合することがないように設計される。2本の案内ロッドを有する実施形態においては、ケーブルドラムが2本の案内ロッドのロック機能を相乗効果的に支援し、ケーブルによってターンオーバアンカがそのドッキングステーションから引き出され得ないことが確実になる。
本発明の別の態様によれば、第一および/または第二のコネクタ部品は、第一または第二のコネクタ部品を覆う、通常閉じた状態の保護カバーを含み、その開放は、ターンオーバアンカがドッキングステーションの中に設置されることによりトリガされる。保護カバーは切断されたコネクタ部品の中に雨および雪が入り込むのを防止し、その中の接点要素を機械的損傷から保護する。これは、感電事故に対するさらなる安全上の特徴でもある。
好ましい実施形態において、保護カバーは水平軸の周囲で旋回可能であり、それをその閉位置から、それが第一または第二のコネクタ部品を露出させる開位置へと水平軸の周囲で旋回させるためのレバーアームを含む。装置は、ターンオーバアンカがドッキングステーション内に設置される時に、レバーアームと協働してカバーを開位置へと旋回させるための押し要素と、ターンオーバアンカがドッキングステーションから上昇させられた時に保護カバーを閉位置へと付勢するための閉じばねと、をさらに含む。このような保護カバーはその操作において非常に簡単で、フェイルセイフ機能を果たす。
本発明の別の態様によれば、通常開の回路遮断機が電源と第二のコネクタとの間に相互接続される。開制御回路が回路遮断機に関連付けられ、それ自体が閉じた時に回路遮断機が閉じるのをトリガする。閉手段が制御回路に関連付けられ、第一のコネクタ部品と第二のコネクタ部品とが相互接続された時に制御回路を閉じる。このような閉手段は例えば、制御回路内の開接点を形成する、第二のコネクタ部品の中の2つのパイロット接点要素と嵌合する第一のコネクタ部品の中の2つの短絡パイロット接点要素か、第一のコネクタ部品と第二のコネクタ部品とが相互接続された時に、制御回路内の開接点を形成し、その閉位置において作動される通常開のスイッチの何れかを含んでいてもよい。このようなフェイルセイフ回路は感電事故に対する非常に効率的な安全機能を提供し、それは、コネクタ部品には相互接続された時しか電源供給され得ないからである。
別の態様によれば、本発明はターンオーバアンカをドッキングステーションの中に垂直に降下させるため、およびそれをドッキングステーションから垂直に上昇させるための昇降装置を提供する。
好ましい実施形態において、ターンオーバアンカが昇降装置によって、2つの漏斗形状のスロットと係合する2つの水平に離間されたフック要素を介して支持される。フック要素は好ましくは昇降装置によって支持され、2つの漏斗形状のスロットは好ましくはターンオーバアンカの背面に配置される。これは、ターンオーバアンカと昇降装置とを自己整合式に、容易に解放可能に連結させる、非常に単純であるが効率的な設計である。
本発明の別の態様によれば、ドッキングステーションは垂直押し板を含む。ターンオーバアンカはその前面から突出する調節可能な案内要素を含み、それによりターンオーバアンカが調節可能な案内要素で垂直押し板に押し付けられると、第一のコネクタ部品および第二のコネクタ部品の軸が両方とも、垂直押し板に平行な平面内に位置付けられる。これは、ドッキングステーションの中にターンオーバアンカを位置合わせするための非常に単純であるが効率的な手段である。
別の態様によれば、本発明はターンオーバアンカをドッキングステーションから出し入れするように移動させるための移動アームを提供する。この移動アームは、有利には、ターンオーバアンカを垂直押し板に水平に押し付けるための第一のアーム区間と、第一のアーム区間によって支持され、ターンオーバアンカをドッキングステーションの中へと垂直に降下させ、それをドッキングステーションから垂直に上昇させるための垂直昇降機構と、垂直昇降機構によって支持され、これをターンオーバアンカに連結するための連結装置と、を含む。第一のアーム区間は、有利には、例えば伸縮アームのような伸展可能アーム区間である。しかしながら、それはまた、平行四辺形型アームであってもよく、これは旋回アームであり、垂直昇降機構がアームの旋回運動中にそれ自体に対して平行のままでいるのを確実にする。連結装置は垂直昇降機構に関して、伸展可能アーム区間の中心軸を含む垂直平面に対して垂直に浮動するための水平自由度を有する。この装置は、ターンオーバアンカがドッキングステーションの中に垂直に設置される時に、連結装置のこの水平自由度を使うことによって、ターンオーバアンカをドッキングステーション内へと横方向に位置合わせすることのできる案内手段をさらに含む。
好ましい実施形態において、案内手段は、ドッキングステーション内の、ターンオーバアンカのための漏斗形状の入口開口部を画定する側方ガイドを含む。案内ロールがターンオーバアンカの上の側方に配置されて、ドッキングステーション内の側方ガイドと相互作用する。
本発明の別の態様によれば、車両は、ターンオーバアンカを、車両のドライブウェイに沿って位置付けられるドッキングステーションから出し入れするように移動させるための移動アームを含む。あるいは、ドッキングステーションが車両に配置され、移動ステーションが車両のドライブウェイに沿って位置付けられて、ターンオーバアンカをドッキングステーションから出し入れするように移動させる移動アームを含む。
他の態様によれば、車両、特に例えばRTGクレーン等の移動式橋型クレーンを電源に接続するための装置は、車両に取り付けられ、電源ケーブルがこれに巻き付けられているケーブルリール(またはケーブルウィンチ)と、電源ケーブルの自由端に接続される第一のコネクタ部品と、電源に接続された、嵌合する第二コネクタ部品と、第一のコネクタ部品とこれに関連付けられた第一の案内装置を含む移動ユニット(すなわちターンオーバアンカ)と、第二のコネクタ部品とそれに関連付けられ、嵌合する第二の案内装置を含む固定ユニット(すなわちドッキングステーション)と、を含む。車両が接続位置に停止された時、第一のコネクタ部品および第二のコネクタ部品が垂直に位置合わせされ、すると電源ケーブルがケーブルリールから繰り出されて、それによって第一のコネクタ部品が第二のコネクタ部品に向かって降下され、第一の案内装置は第二の案内装置と係合でき、かつ、重力により第二の案内装置に沿ってスライドでき、それによって移動ユニットが接触位置へと案内され、そこで第一のコネクタ部品が第二のコネクタ部品と電気接触する。同様に、車両を電源から自動的に切断するには、車両を再び接続位置に停止させ、電源ケーブルをケーブルリールに巻き取ることによって第一のコネクタ部品を垂直に上昇させ、それによって第一のコネクタを第二のコネクタから切断するだけでよく、第一の案内装置は上方にスライドして第二の案内装置との係合が外れる。本発明の別の態様によれば、第二の案内装置は2本の垂直に延びるロッド状の案内部材を含み、第一の案内装置は、案内部材の各々のための案内開口部を有する案内ブロックを含む。案内部材と案内開口部は、案内ブロックが重力により案内部材に沿ってスライドして接触位置へと移動できるように設計される。案内ブロックと協働するロッド状の案内部材は非常に単純であるが、それでもなお非常に効率的な案内手段であることが理解されよう。電源ケーブルが垂直方向以外の方向に引かれると、案内ブロックはロッド状の案内部材の中に自動ブロックされ、それが水平の力成分を吸収し、それによってこれらは相互接続されたコネクタを損傷から保護する。
好ましい実施形態において、案内開口部の各々は漏斗形状の入口と、それに続く実質的に円筒形の部分とを有し、案内ブロックが第二のコネクタ部品に向かって降下される時に、漏斗形状の入口が実質的に円筒形の部分を案内部材に案内し、その後、実質的に円筒形の部分が案内部材と協働して、案内ブロックを接触位置へと必要な精度で案内する。漏斗形状の入口は車両が接続位置に停止された時のかなりの位置合わせ誤差を自動的に補償でき、その一方で、実質的に円筒形の部分は第一および第二のコネクタを相互接続する際の必要な位置合わせ精度を保証する。相互接続が行われると、実質的に円筒形の部分は水平の力成分(垂直でない方向にケーブルが引っ張られることによって発生する)が案内ブロックから、実質的に浮動しない案内部材へと確実に伝えられるようにし、それによってこれらは相互接続された第一および第二のコネクタを重大な曲げモーメントから保護する。
上述の実施形態において、第一および第二のコネクタを効率的に保護するために、第二のコネクタは、有利には、垂直に延びるロッド状の案内部材間に配置され、第一のコネクタは、有利には、2つの案内開口部間の案内ブロックの空洞内に配置される。第二のコネクタが垂直に延びるロッド状の案内部材間に配置されるという事実は、(垂直でない方向にケーブルが引っ張られることによって発生する)過剰な水平の力成分に対してこのコネクタを効率的に保護することになる。第一のコネクタが案内ブロックの空洞内に配置されるという事実は、このコネクタを、それが第二のコネクタに接続されていない時に機械的損傷および水跳ねから非常に効率的に保護することになる。
本発明の別の態様によれば、車両は、車両のケーブルリールの下に配置された第一の案内装置のためのケーブル方向転換装置および/または停止ステーションをさらに含む。第一の案内装置のための停止ステーションは、電源ケーブルがケーブルリールに巻き取られる時に、第一の案内装置を車両上の事前設定された角度位置に位置合わせするための位置合わせ装置を含む。この停止ステーションとその位置合わせ装置により、例えば、相互接続作業が開始される前に、第一の案内装置が常に、車両に関する特定の位置整合性を有することが確実となる。
案内装置と同様に、位置合わせ装置も、有利には、2本の垂直に延びるロッド状の位置合わせ部材を含み、案内ブロックは位置合わせ部材の各々のための位置合わせ開口部を含み、これらの位置合わせ開口部の各々は、漏斗形状の入口と、それに続く実質的に円筒形の部分とを有する。好ましい実施形態において、案内開口部および位置合わせ開口部は、案内ブロックを通って垂直に延びる2つの貫通穴によって形成され、そのため、案内ブロックには1対の開口部だけがあればよいことになる。
本発明の別の態様によれば、第二のコネクタは保護カバーを含み、これは、有利には、ばねによって閉位置に付勢され、その開放は、第一の案内装置が重力によって第二の案内装置に沿って接触位置へとスライドすることによりトリガされる。この保護カバーは第二のコネクタを、第一のコネクタと相互接続する前に、水跳ねおよび偶発的な接触(感電事故または短絡の危険)から効率的に保護する。
好ましい実施形態において、ばねが保護カバーに関連付けられて、これを閉位置に付勢し、また、レバーアームが保護カバーに関連付けられて、案内装置と協働して、保護カバーを開ける。
保護カバーは、有利には、は第二のコネクタ部品の両側に位置付けられた2本の平行な実質的に水平の軸の周囲で旋回可能な2つの対向するハーフカバーにより形成され、一方のハーフカバーがもう一方のハーフカバーと部分的に重複する。2つの対向するハーフカバーを使用することによって、単独のカバーの場合より水跳ねおよび接触からより良好に保護されることが確実となることが理解されよう。
本発明の別の態様によれば、案内ブロックの上側部分は、水平の力成分が電源ケーブルにかけられた時に電源ケーブルを案内するための少なくとも1つの湾曲案内面を形成し、第二の案内装置および第二のコネクタ部品は、有利には、その出口において、案内ブロックの上側部分により形成される湾曲案内面の延長部分に固定湾曲案内面を形成するケーシングの中に取り付けられる。一部に案内ブロックと、一部に第二の案内装置を収容したケーシングによって形成される湾曲案内面との協働により、電源ケーブルが、第一のコネクタの出口における実質的に垂直の方向から第二の案内装置を収容したケーシングの出口における実質的に水平の方向へと非常に効率的に案内されることが確実となる。
さらに安全な実施形態において、第一のコネクタ部品は2つの短絡したパイロット接点要素を含み、通常開の回路遮断機が電源と主電源との間に相互接続され、開制御回路が回路遮断機に関連付けられ、それ自体が閉じた時に回路遮断機が閉じるのをトリガし、2つの短絡パイロット接点要素は、第一のコネクタ部品と第二のコネクタ部品とが相互接続された時に開制御回路を閉じ、それによって通常開の回路遮断機が閉じるのをトリガする。このフェイルセイフシステムにより、第二のコネクタ部品は第一のコネクタ部品と相互接続されてからでなければ通電せず、第一および第二のコネクタが切断されるとすぐに主電源から自動的に切断される。このようなフェイルセイフシステムは、例えば第二のコネクタが導電性物体と偶発的に接触することによって起こり得る感電事故または短絡に対する保護をさらに改善する。
必要に応じて、電源ケーブルはまた、例えば1つまたは複数のデータ伝送ライン、特に光ファイバラインおよび/または圧縮空気供給ラインおよび/またはガス供給ラインを含んでいてもよい。
提案の装置は特にRTGクレーン用に開発されているが、他の何れの車両を電源に自動接続するためにも使用してよく、「車両」という用語はまた、船舶または航空機を指してもよい。
本発明の上記およびその他の特徴、態様、利点は、本発明のいくつかの実施形態に関する以下の説明に関して、かつ、添付の図面を参照して、より良く理解されるであろう。
ゴムタイヤ式橋型(RTG)クレーンの概略的正面図であり、本発明とは関係のないクレーンの上側ホイスト部分は示されていない。 本発明による装置を備えるRTGクレーンの2つの平行な移動レーンを示すコンテナヤードの概略的平面図であり、RTGクレーンは、第一のレーンに沿って移動し、第二のレーンの接続位置で停止するように示されている。 本発明による装置の断面図であり、切断面はRTGクレーンの移動レーンに沿った移動方向に対して平行な垂直面であり、RTGクレーンは接続位置に停止されている状態で示され、第一のコネクタ部品を備える第一の案内装置がRTGクレーン上の停止ステーションにある状態で示されている。 図3Aに示される装置の断面図であり、切断面はRTGクレーンの移動方向に対して垂直の垂直面である。 図3Aに示される装置の断面図であり、第一のコネクタ部品を備える第一の案内装置が、それに嵌合する第二のコネクタ部品に関連付けられた、協働する第二の案内装置とすでに係合している位置にある状態で示されている。 図4Aに示される装置の断面図であり、切断面はRTGクレーンの移動方向に対して垂直の垂直面である。 図3Aに示される装置の断面図であり、第一のコネクタ部品を備える第一の案内装置が、第一のコネクタ部品が第二のコネクタ部品とまもなく接続される位置にある状態で示されている。 図5Aに示される装置の断面図であり、切断面はRTGクレーンの移動方向に対して垂直の垂直面である。 図3Aに示される装置の断面図であり、第一のコネクタ部品を備える第一の案内装置が、第一のコネクタ部品が第二のコネクタ部品に接続された位置にある状態で示されており、この時点で電源供給ラインに接続されているRTGクレーンは移動して接続位置から出ている。 図6Aに示される装置の断面図であり、切断面はRTGクレーンの移動方向に対して垂直の垂直面である。 実質的に図4Aのような拡大断面図であり、第二のコネクタ部品のための2つの部分からなる保護カバーをより詳細に示しており、第一の案内装置が2つの部分からなる保護カバーの開機構とまもなく係合する。 実質的に図5Aのような拡大断面図であり、第一の案内装置が2つの部分からなる保護カバーの開機構と係合した後の、第二のコネクタ部品のための2つの部分からなる保護カバーを示す。 本発明による装置のための好ましい電気回路を示す簡素化した略図である。 本発明による別の装置のターンオーバアンカの正面図である。 図10に示されるターンオーバアンカのためのドッキングステーションの正面図である。 図10に示されるターンオーバアンカの立体図であり、この図はターンオーバアンカの背面を示す。 図10に示されるターンオーバアンカのための移動アームの立体図である。 移動アームによってドッキングステーションの前に支持されるターンオーバアンカを示す図である。 ターンオーバアンカをドッキングステーションの押し板に押し付けている移動アームを示す図である。 移動アームをターンオーバアンカから外す前に、ドッキングステーションに受けられているターンオーバアンカを示す図である。 移動アームをターンオーバアンカから外した後に、ドッキングステーション内に受けられているターンオーバアンカを示す図である。 本発明による装置のための好ましい電気回路を示す簡略化した回路図である。 ターンオーバアンカに組み込まれたスイッチ延長装置の機能を示す概略図であり、ドッキングステーションの押し板に押し付けられる前のターンオーバアンカを示す。 図19のような概略図であり、ドッキングステーションの押し板に押し付けられているターンオーバアンカを示す。 ここでは船舶を陸上の電源に接続するために使用される、本発明による別の装置を示す立面図である。 図21の装置の詳細を示す立体図である。 図21の装置において、ターンオーバアンカがドッキングステーションと垂直に位置合わせされている状態を示す正面図である。
以下の説明とそれが言及する図面は、例示を目的として、特許請求される主題の実施形態を例として説明するものであることが理解されよう。これらは特許請求される主題の範囲、性質または趣旨を限定しないものとする。
図1は、本発明による装置によって固定された電源供給ライン11に接続可能な車両の一般的例示としてゴムタイヤ式橋型(RTG)クレーン10を概略的に示す。RTGクレーン10はフレームブリッジ12を含み、これはホイスト設備(この図では示されていない)を支持する。フレームブリッジ12自体は、ゴムタイヤ16を備える車輪を持つ移動式プラットフォーム14により支持される(すなわち、クレーンはどの平坦な表面上も移動でき、線路に拘束されない)。
図2に示されるように、RTGクレーン(ここでは概略的に、第一の位置で破線10’により、また第二の位置で破線の長方形10’’により表される)は、より具体的には、コンテナターミナルの蔵置領域22’、22’’に貨物輸送コンテナ20を蔵置するためのものと想定される。蔵置領域22’に対して作業するためには、RTGクレーン10のゴムタイヤ付ホイール16は、蔵置領域22’の境界を画定し、第一のレーン18’を形成する1対のランウェイ24’、26’の上を走る。蔵置領域22’’に対して作業するためには、RTGクレーン10のゴムタイヤ式ホイール16は、蔵置領域22’’の境界を画定し、第二のレーン18’’を形成する1対のランウェイ24’’、26’’の上を走る。レーン18’または18’’に沿って移動する際、RTGクレーン10はそれぞれの蔵置領域22’または22’’の中のコンテナ20をまたぐことができ、それを吊り上げることができ、それをレーン18’または18’’に沿って運ぶことができる。図2において、破線の長方形10’はレーン18’上での移動位置にあるRTGクレーン10を表す。破線の長方形10’’はレーン18’’の所謂接続位置に停止中のRTGクレーン10を表す。
電力は、RTGクレーン10をレーン18’と18’’に沿って動作させるために必要である。図1のRTGクレーン10は、電源ケーブル28を通じてこの電力を受け取る。電力は一般に高電圧で供給され、これによって電流を、ひいては電源ケーブル28の断面を縮小できることがわかるであろう。例えば、RTGクレーンのための電力は一般に、約1000V〜約6000Vの範囲の電圧の交流電流(AC)として供給される。
RTGクレーン10では、ケーブル28がフレームブリッジ12の片側に取り付けられたケーブルリール30(またはケーブルウィンチ)で保管される。クレーンがレーン18’に沿って矢印32の方向に移動すると、電源ケーブル28はケーブルリール30から繰り出される(この繰り出し動作中、ケーブルリール30には通常、制御された制動トルクがかかる)。ランウェイ26’上での電源ケーブル28の損傷を回避するために、電源ケーブル28は、有利には、ランウェイ26’に沿って延びるトレンチ34’の中(または、クレーンがレーン18’’に沿って移動する時には、ランウェイ26’’に沿って延びるトレンチ34’’の中)に置かれる。クレーンが矢印36の方向に移動する時、ケーブルリール30は電源ケーブル28を巻き取り、それによってトレンチ34’から引き出す(この巻き取り動作中、ケーブルリールはモータによって駆動され、駆動トルクは、電源ケーブル28内の引張応力を制限するように制御される)。RTGクレーン10がレーン18’に沿って移動する時、ケーブルリール30はトレンチ34’に対して鉛直であり、RTGクレーン10がレーン18’’に沿って移動する時、ケーブルリール30はトレンチ34’’に対して鉛直である。参照番号38はRTGクレーン10上のケーブル方向転換装置を示す。このケーブル方向転換装置38は湾曲した案内面を提供し、これは有利には、円弧に沿って配置された小型ローラ40(例えば図3A参照)によって画定され、RTGクレーン10がレーン18’に沿って移動する時、ケーブルリール30から垂直に下垂する電源ケーブル28を実質的に水平の方向に転換させる。
さらに、トレンチ34’、34’’は、有利には、欧州特許第0 655 819号明細書の中で開示されるようにカバーベルトで覆われることに留意するべきである。この場合、RTGクレーン10はベルト昇降装置(図示せず)をさらに備え、これはトレンチ34’と係合して、局所的に捻ってカバーベルトを開き、それによってケーブル方向転換装置38がケーブルを局所的に開いたトレンチの中に設置することができる。
移動するRTGクレーン10のケーブル28を固定された電源供給ライン11に接続するために、ケーブル28の自由端には第一のコネクタ部品42が備えられ、電源供給ライン11には、嵌合する第二のコネクタ部品44が接続される。後者は接続ピット46の中に配置され、第一のコネクタ部品42は実質的に垂直の方向に従って第二のコネクタ部品44に接続可能である。コネクタ部品42と44は通常、4つの嵌合する接点要素(図示せず)、すなわち、各電源位相につき1つの接点要素およびアースのための1つの接点要素を有する。これに加えて、コネクタ部品42、44は1対のパイロット接点要素をさらに含み、これらは両方のコネクタ部品が適正に嵌合したことを検出する。ケーブル8がデータ伝送ライン、光ファイバラインまたは圧縮空気供給ラインを含む場合、コネクタ部品42と44はもちろん、このようなラインのための適当なコネクタ要素を含んでいなければならない。接点またはコネクタ要素は、それぞれ異なる平行な相互接続軸に従って嵌合しても(これは例えばいくつかの平行な接触ピンを含むプラグの場合である)、相互接続の共通軸に沿って軸対称に嵌合しても(これは例えば軸方向に離間された環状の接点部分を有する円筒形のピンを含むプラグの場合である)よい。1つ目の場合、コネクタ部品42と44を嵌合させるために、第一のコネクタ部品42のすべての接点要素の接続軸が、第二のコネクタ部品44のそれに対応する接点要素の接続軸と整合されなければならず、すなわち、相互接続を実現するには、2つのコネクタ部品42、44の相互接続方向に対して垂直の平面内の角度方向が一致していなければならない。2つ目の場合、コネクタ部品42と46の適正な相互接続を実現するために、基本的には、第一のコネクタ部品42の接点要素の共通接続軸を第二のコネクタ部品44の接触要素の共通接続軸と整合させることで十分であり、すなわち、2つのコネクタ部品42、44の相互接続方向に対して垂直の平面内での角度方向は基本的に重要ではない。
図2に示されるように、2つのトレンチ34’、34’’の各々はそれぞれの接続ピット46’、46’’を有し、その中に第二のコネクタ部品44’、44’’がある。RTGクレーン10をレーン18’に沿って動作させなければならない場合、ケーブル28の第一の(移動)コネクタ部品42は、レーン18’に関連付けられる接続ピット46’の中の第二の(固定)コネクタ部品44’に接続される。しかしながら、RTGクレーン10をレーン18’’に沿って動作させなければならない場合は、ケーブル28の第一の(移動)コネクタ部品42をレーン18’’に関連付けられる接続ピット46’’の中の第二のコネクタ部品44’’に接続しなければならない。(一方のレーン18’からもう一方のレーン18’’へと駆動するために、RTGクレーン10は通常、ディーゼル発電機を備えている。)
第一のコネクタ部品42を接続ピット46’の中の第二の(固定)コネクタ部品44’から手動で外し、その後、これを接続ピット46’’の中の第二の(固定)コネクタ部品44’’に手動で接続しなおすことは、時間がかかるだけでなく、クレーンのオペレータにとって面倒であることが理解されよう。高電圧に伴う安全上の問題から、これらはまた非常に危険な作業でもある。したがって、本発明がこのような手動作業による切断および再接続作業を不要とする、非常に単純であるが効率的な装置を提供することは高く評価されるであろう。
図3〜6は、このような装置のある実施形態の基本的構造と、ケーブル28の自由端に設けられた第一のコネクタ部品42を電源ライン11に接続された、それと嵌合する第二のコネクタ部品44に接続するための工程を示している。
まず、第一のコネクタ部品42を第二のコネクタ部品44に接続する工程(および切断する工程)は、RTGクレーン10が図2においてレーン18’’内の破線の長方形10’’で示される上述の接続位置に停止された時に行われることがわかるであろう。RTGクレーン10のこの接続位置では、第一のコネクタ部品42(これは、後述のように、RTGクレーン10上の所定の位置および方向を有する)が嵌合する第二の(固定)コネクタ部品44と位置合わせされて、第一の(移動)コネクタ部品42を実質的に垂直の方向に第二の(固定)コネクタ部品42に向かって移動させるだけでそれらの接続を実現できるようになっていなければならない。2つのコネクタ部品42、44の接点要素が別々の平行な相互接続軸に従って嵌合する場合、これは、1対の嵌合する接点の接続軸と2つのコネクタ部品42、44の相互接続方向に対して垂直の平面内の角度方向が所定の位置合わせ誤差の範囲内で一致しなければならないことを意味する。2つのコネクタ部品42、44のすべての接点要素が相互接続の共通軸に沿って軸対称に嵌合する場合、第一のコネクタ部品42の接点要素の共通の接続軸が第二のコネクタ部品44の接点要素の共通の接続軸と所定の位置合わせ誤差範囲内で一致すればよい。
接続位置におけるRTGクレーン10の正確な位置決めを実現するために、好ましくは適当な位置制御装置が使用される。このような位置制御装置(図面には示されていない)は、例えばRTGクレーン10に取り付けられた1つまたは複数のカメラを含んでいてもよい。RTGクレーン10とともに移動可能なバイザフレームを、例えば接続ピット46の周囲または付近の床の上、または接続ピット46の中または付近の固定構造の上に設置される固定位置マーカに従ってカメラ画像の中に入れることで、クレーンのオペレータはRTGクレーン10を接続位置に許容可能な位置合わせ誤差範囲内で正確に整合させることができる。許容可能な位置合わせ誤差とは、提案の装置で自動的に補償可能な範囲の位置合わせ偏差であり、これについては後述する。
次に、より詳しくは図3A、3B、4A、および4Bに関して、本発明による装置の主要構成要素を説明する。まず、この装置は基本的に、RTGクレーン10により支持される移動ユニット48(「ターンオーバアンカ」とも呼ばれる)と、各接続ピット46の中に取り付けられた固定ユニット50(「ドッキングステーション」とも呼ばれる)と、からなることがわかるであろう。
移動ユニット48は基本的に、第一のコネクタ部品42と、それに関連付けられた第一の案内装置52と、を含む。固定ユニット50は基本的に、第二のコネクタ部品44と、これに関連付けられた、第一の案内装置52と相補的な第二の案内装置56と、を含む。第一および第二の案内装置52、56は、RTGクレーン10が上述の接続位置に適正に位置合わせされ、電源ケーブル28がケーブルリール30から繰り出される時に、第一の案内装置52が第二の案内装置56と係合でき、重力によって第二の案内装置56に沿ってスライドでき、それが接触位置へと案内され、そこで第一のコネクタ部品42が第二のコネクタ部品44と係合し、それらの接点要素が電気接触するように設計される。
第二の案内装置56は、有利には、垂直に上方に延びる2本のロッド状の案内部材58’、58’’を含み、これらは接続ピット46の中の第二のコネクタ部品44の両側に配置され、第二のコネクタ部品44の中心軸と2本のロッド状の案内部材58’、58’’は、有利には、RTGクレーン10の移動方向に対して垂直の平面内に含まれる。図3Bからわかるように、ロッド状の案内部材58’、58’’は先端59’、59’’を有し、これらが接続ピット46の外に突出する。上述の位置決めカメラ画像の中で、これらの突出する先端59’、59’’は、例えばRTGクレーン10を接続位置に位置決めするための固定されたマーカとして使用できる。
図3Bに示されるように、相補的な第一の案内装置52は、前記案内部材58’、58’’の各々のための案内開口部62’、62’’を有する案内ブロック60を含む。案内部材58’、58’’と案内開口部62’、62’’の断面は、案内ブロック60が重力によって案内部材58’、58’’に沿って最終接触位置へとスライドできるように設計される。案内開口部62’、62’’の各々は、案内ブロック60の底面において、漏斗形状の入口64’、64’’を有することがわかるであろう。これらは、好ましくはロッド状の案内部材58’、58’’の円錐形の先端59’、59’’と協働してロッド状の案内部材を実質的に円筒形の部分66’、66’’へと案内し、それゆえ、案内部材58’、58’’上の案内ブロック60の自己整合が保証される。その結果、漏斗形状の入口64’、64’’の開口部の直径が許容可能な位置合わせ誤差を決定する。案内部材58’、58’’の円筒形の部分と案内開口部62’、62’’の円筒形の部分66’、66’’との間の半径方向の遊びは、(1)案内ブロック60が依然として確実に最終接触位置へとスライドできるようにするのに十分に大きく、(2)第一のコネクタ部品42と第二のコネクタ部品44の最終接触位置における適正な相互接続を実現するために必要な位置合わせ精度が保証されるのに十分に小さいものとする。
ここで、図4Bを参照すると、案内開口部62’、62’’が好ましくは、案内ブロック60の底面からその上面までに及ぶ貫通穴であり、この上面においてそれらの各々が底面の漏斗形状の入口64’、64’’と同様の漏斗形状の入口68’、68’’を形成することがわかるであろう。ターンオーバアンカ48の所謂停止ステーション54は、ケーブル方向転換装置38の上に形成され、2本の垂直の、下方に延びるロッド状の位置合わせ部材70’、70’’を含む。これらの位置合わせ部材70’、70’’は、上側の漏斗形状の入口68’、68’’を通じて案内開口部62’、62’’の中に受けられる(図3B参照)。停止ステーション54の位置合わせ部材70’、70’’と案内ブロック60の案内開口部62’、62’’は協働して案内ブロック60をRTGクレーン10の上の事前設定された角度位置に位置合わせする。図3Aと3Bに示されるように、電源ケーブル28をケーブルリール30から繰り出すことによって案内ブロック60が降下される時、停止ステーション54の位置合わせ部材70’、70’’は案内ブロック60を、固定案内部材58’、58’’が案内開口部62’、62’’の下側漏斗形状入口64’、64’’と係合するまで案内する。それゆえ、案内ブロック60が位置合わせ部材70’、70’’から離れた時に、電源ケーブル28の搖動または回転運動による位置ずれが効率的に防止される。構造的に言えば、これは、案内部材58’、58’’と位置合わせ部材70’、70’’の先端間の垂直方向の距離が漏斗形状の入口64’、64’’の下側入口部分と漏斗形状の入口68’、68’’の上側入口部分との間の距離よりわずかに小さくすべきであることを意味する。
第一のコネクタ部品42は案内ブロック60の空洞72の中に格納され、これは案内ブロック60の底面にのみ開口部を有する。それは空洞72の深さよりはるかに短く、空洞72の後端に向かって位置付けられ、その中に接点要素を有するその頭部43が案内ブロック60のこの空洞72の中で十分に保護される。
図4Aと4Bにおいて、案内ブロック60は、電源ケーブル28がケーブルリール30から繰り出される時に、案内部材58’、58’’に沿ってスライドしているように示されている。第二のコネクタ部品44の頭部45がこの位置において、依然として保護カバー74によって保護され、その開放が、案内ブロック60が接触位置に近付いた時にのみトリガされることがわかるであろう。
図5Aと5Bにおいて、案内ブロック60がまもなく保護カバー74の開機構と係合する位置にある状態で示されている。この開機構と保護カバー74について、図7と図8を参照しながらより詳しく説明する。
図7において、保護カバー74はその閉位置にある状態で示されている。これは、有利には、2つの対向するハーフカバー76、78を含み、これらは協働して第二のコネクタ部品44の頭部45を保護する。第一のハーフカバー76はその頭部45のすぐ下の、コネクタ部品44のカラー81に配置された実質的に水平の軸80の周囲で旋回可能である。これと協働する第二のハーフカバー78は、第二のコネクタ部品44の反対側において、軸80に平行で、同じカラー82の上に配置された実質的に水平の軸82の周囲で旋回可能である。旋回可能なハーフカバー76、78は各々、ばね84、86によって図7で示される閉位置に付勢され、各ハーフカバー76、78は機械的ストッパ88、90によって第二のコネクタ部品44の当接面上に載る。この閉位置において、第一のハーフカバー76は第二のハーフカバー78と上側だけでなく両側で横方向に部分的に重複し、すなわちハーフカバー76、78の両方がそれら自体およびカラー82と協働して、コネクタ部品44の頭部45を完全に取り囲み、これによって雨や水跳ねがその中に入り込むのを防止する。ハーフカバー76、78とカラー82に配置されたシール材は、コネクタ部品44の頭部45の雨や水跳ねからの保護をさらに改善する。
ハーフカバー76,78を開くために、これらにレバー88、90が設けられる。案内ブロック60が第二のコネクタ部品44と係合し、さらに下方に移動すると、案内ブロック60の下縁部分96、98がレバー88、90の、垂直方向に並べられた自由端を押し、対応するハーフカバー76、78をその開位置へと旋回させる。縁部分96、98がレバー88、90と接触すると、第二のコネクタ部品44の頭部45はすでに案内ブロック60の空洞72内に係合しており、それが水跳ねから十分に保護されることがわかるであろう。
図8において、両方のハーフカバー76、78がその完全に開いた位置にある状態で示されており、この時、第二のコネクタ部品44はすでに案内ブロック60の空洞72の中の保護位置にある。この開位置において、ハーフカバー76、78の対応するレバー92、98は、関連するばね84、86によって、案内ブロック60の空洞72の境界を画定する内部垂直壁100、102に押し付けられる。この時点で、第二のコネクタ部品44の頭部45には、保護された空洞72の内部で第一のコネクタ部品42と相互接続させるために、開いたハーフカバー76、78の間で自由にアクセスできる。
図6Aと6Bにおいて、案内ブロック60は、第一のコネクタ部品42が第二のコネクタ部品44と相互接続されており、RTGクレーン10が接続位置になくなっている位置にある状態で示されている。図6Aにおいて、案内ブロック60の上側部分が、そこに矢印104’または矢印106’の方向の何れかへの水平の力成分がかかった時にケーブルを案内するための、2つの反対に湾曲した第一の案内面104、106を形成することがわかる。これらの第一の湾曲案内面104、106は、有利には、固定された湾曲案内面108、110によって延長され、これは例えば、その中に第二の案内装置56と第二のコネクタ部品44が取り付けられている金属ケーシング112の出口に形成される。
次に、図9を参照すると、第一のコネクタ部品42が、有利には、第一のコネクタ部品42の中で短絡される2つのパイロット接点要素120を含むことがわかるであろう。第一のコネクタ部品42が第二のコネクタ部品44と相互接続されると、これらの短絡パイロット接点要素120が、固定された電源供給ライン11と主電源126との間に相互接続された通常開の回路遮断機124の制御回路122を閉じる。この制御回路122が閉じられると、通常開の回路遮断機124が閉じ、固定された電源供給ライン11が主電源126に接続される。したがって、第二のコネクタ部品44は、案内ブロック60の空洞72の中、すなわち閉鎖環境内で行われる第一のコネクタ部品42との適正な相互接続の後にのみ引張力を受ける。同様に、第一のコネクタ部品42が第二のコネクタ部品44から引き抜かれると、制御回路122が開き、これが回路遮断機124を開いて、主電源126から固定された電源供給ライン11への電力供給が直ちに中断される。それゆえ、第二のコネクタ部品44は、案内ブロック60の上方への移動によって接続ピット46で露出される前にすでに通電していない状態になっている。
ここで、車両、特に移動式橋型クレーンを、ケーブルを介して電源に自動的に接続するための装置の別の実施形態を、図10〜図20を参照しながら説明する。
この装置は3つの主要部分、すなわち、(1)例えば図10と12に示されるターンオーバアンカ210と、(2)例えば図11に示されるドッキングステーション212と、(3)例えば図13に示される移動アーム214と、を含む。
ターンオーバアンカ210は、ケーブル208の第一の端に接続された第一のコネクタ部品216を含む。ケーブル208のもう一方の端は通常、電気エネルギーを供給するべき車両の電気回路(図示せず)に接続される。導電体に加えて、このようなケーブルは光ファイバラインおよび/またはその他のデータ伝送ラインをさらに含んでいてもよい。ケーブル208の第一のコネクタ部品216への電気接続は、好ましくは、十分な保護クラスを有する閉鎖された接続箱218の中に配置される。接続箱218の中には、ケーブル208の第一のコネクタ部品216との電気接続のトラクションリリーフのためのケーブルアンカも格納される。
ターンオーバアンカ210は支持フレーム220を含み、その中にはケーブルドラム222が第一のコネクタ部品216と接続箱218の背後に配置され、第一のコネクタ部品216はケーブルドラム222の中央付近に配置される。ケーブルドラム222は支持フレーム220に剛性に固定される。これは、ケーブル端のためのケーブル案内機能のみを果たし、一般に、複数のケーブルループをその上に巻き取るためには使用されない。ケーブル208は、ケーブルドラム222の上半分の中にあるケーブル出口224を通って接続箱218から出て、まずケーブルドラム222の下で下方に案内される。その後、これは少なくとも部分的にケーブルドラム222の周囲で案内されて、ターンオーバアンカ210から、ケーブルドラム222の周囲で約180°案内された後に第一の位置226から右か、またはケーブルドラム222の周囲で約360°案内された後に第二の位置228から左の何れかに出る。図10の矢印229と229’は第一の位置226または第二の位置228の何れかにおいてケーブルドラム222から出るケーブル208に加えられる一般的な引張力を示す。
図11からわかるように、ドッキングステーション212は第二のコネクタ部品230を含み、これは通常、電源(図示せず)に接続される。コネクタ部品216と230は、軸方向にこれらを差し込むことによって相互接続されてもよい。各コネクタ部品216、230は通常、4つの嵌合接点要素(図示せず)、すなわち各電力位相につき1つの接点要素とアースのための1つの接点要素を有する。これに加えて、コネクタ部品216、230は2つのパイロット接点要素をさらに含んでいてもよく、これは両方のコネクタ部品が適正に嵌合したことを検出する。接点要素は、別々の平行な相互接続軸に従って嵌合するか(これは例えば、複数の平行な接点ピンを含む雄コネクタ部品の場合)、またはこれらは相互接続の共通軸に沿って軸方向に嵌合する(これは例えば、軸方向に離間された環状の接点部分を有する円筒形のピンを含む雄コネクタ部品の場合)。ケーブル208が光ファイバラインを含む場合、コネクタ部品216と230は光ファイバコネクタをさらに含んでいなければならない。
引き続き図11を参照すると、ドッキングステーション212は、垂直押し板232と、垂直押し板232を支持する水平基底板234と、をさらに含む。図17からわかるように、押し板232はターンオーバアンカ210より高い。第二のコネクタ部品230は、押し板232の前で水平基底板234の上に垂直に支持される。
図11の参照番号236は垂直連結軸236を示す。ターンオーバアンカ210がドッキングステーション212の中に垂直に配置された時に、この垂直連結軸236に沿って第一のコネクタ部品216が第二のコネクタ部品230と嵌合する。図10の参照番号236’は、第一のコネクタ部品216の、それに対応する連結軸を示す。
図10と12は、ターンオーバアンカ210がその前面から突出する調節可能な下側および上側スペーサ要素240’、240’’、242’、242’’をさらに含むことを示している。これらのスペーサ要素240’、240’’、242’、242’’は、ターンオーバアンカ210がこれらのスペーサ要素240’、240’’、242’、242’’で垂直押し板232に押し当てられた時に、第一のコネクタ部品216と第二のコネクタ部品230の軸が両方とも垂直押し板232に対して平行な平面内に位置付けられるように調節できる。これらのスペーサ要素240’、240’’、242’、242’’の各々は、有利には、その前面に垂直押し板232のための接点要素としてのローリングボール(図示せず)を含む。
ターンオーバアンカ210から横方向に突出する下側スペーサ要素240’、240’’はさらに、ドッキングステーション212の中の側方ガイド238’、238’’と相互作用するための円筒形案内ロールとして構成される。あるいは、ターンオーバアンカ210はまた、ドッキングステーション212の側方ガイド238’、238’’と相互作用するための別の案内要素を含んでいてもよい。側方ガイド238’、238’’は押し板232の前で水平基底板234上に垂直に支持され、垂直連結軸236を通り、押し板232に垂直の平面に関して対称である(図11参照)。これらの側方ガイド238’、238’’の上面244’、244’’は、ターンオーバアンカ210のための漏斗形状の入口開口部を画定し、これは垂直押し板232に平行な平面内に第一のコネクタ部品216と第二のコネクタ部品230の軸を実質的に位置合わせするように構成される。あるいは、ターンオーバアンカ210はまた、ドッキングステーションの中の案内ローラと相互作用する傾斜した側方案内面を含んでいてもよく、これらはどちらも、垂直押し板232に平行な平面内に第一のコネクタ部品216と第二のコネクタ部品230の軸を実質的に位置合わせするように構成される。
参照番号246’、246’’は、水平基底板234の上に、垂直連結軸236を通り、押し板232に対して垂直の平面に関して対称に配置された、2本の水平に離間された垂直ロッドを示す(図11参照)。これらの非常に剛性の円筒形ロッド246’、246’’の各々は、ターンオーバアンカ210がドッキングステーション212の中に設置された時に、ターンオーバアンカ210の底板250’、250’’の穴248’、248’’に垂直に入り込む(図11と図12参照)。これらの垂直ロッド246’、246’’は、ターンオーバアンカ210に垂直連結軸236と整合しない大きな力がかかった場合に、穴248’、248’’の中にセルフロックされるような寸法であることが認められるであろう。以下により詳しく説明するように、穴248’、248’’の中に垂直ロッド246’、246’’がセルフロックされる機能により、ターンオーバアンカ210をドッキングステーション212にロックするための追加の機構が不要となる。これは特に、ターンオーバアンカ210にケーブルドラム222が備えられている場合に言えることであり、それによって、ケーブル208によりターンオーバアンカ210にかけられる引張力が垂直連結軸236と整合しなくなることが確実となる(図10参照)。
図11は、側方ガイド238’、238’’の上面244’、244’’が垂直ロッド246’、246’’の先端より上に配置されていることを示している。したがって、ターンオーバアンカ210はまず、その下側スペーサ要素240’、240’’で側方ガイド238’、238’’のガイド上面244’、244’’と係合してから、垂直ロッド246’、246’’がターンオーバアンカ210の底板250’、250’’の穴248’、248’’に入り込む。これによって、ターンオーバアンカ210は、垂直ロッド246’、246’’がターンオーバアンカ210の底板250’、250’’の穴248’、248’’の中に入り込まなくてはならなくなる前に、すでにドッキングステーション212の中央に置かれていることが確実となる。さらに、垂直ロッド246’、246’’は第二のコネクタ部品230よりわずかに高い。したがって、まず垂直ロッド246’、246’’がターンオーバアンカ210の底板250’、250’’の穴248’、248’’の中に入り込んでから、ターンオーバアンカ210が第二のコネクタ部品230に近付く。これによって、第二のコネクタ部品230がドッキングステーション212の中に配置されたターンオーバアンカ210により損傷を受け得ないことが確実になる。
ターンオーバアンカ210の底板250’、250’’の穴248’、248’’の各々は、有利には、漏斗形状の入口(図面には示されていない)と、それに続く実質的に円筒形の部分を含む。ターンオーバアンカ210がドッキングステーション212の中へと降下される時、穴248’、248’’の漏斗形状の入口がロッド246’、246’’の先端と協働して、ロッド246’、246’’を穴248’、248’’の実質的に円筒形の部分の中に案内する。その後、穴248’、248’’の実質的に円筒形の部分はロッド246’、246’’の円筒形のシャフトと協働して、ターンオーバアンカ210を、第一のコネクタ部品216が第二のコネクタ部品230と問題なく嵌合する位置へと、必要な精度で案内する。漏斗形状の穴248’、248’’と協働するロッド246’、246’’によって提供されるこの自動センタリング機能は、有利には、ターンオーバアンカ210が、それが側方ガイド238’、238’’と協働する下側スペーサ要素240’、240’’によって事前に大まかにセンタリングされた後に、さらに精密にセンタリングされることが確実となる。漏斗形状の穴248’、248’’の入口開口部が十分に大きい場合には、側方ガイド238’、238’’と協働する下側スペーサ要素240’、240’’によって提供される位置合わせ機能をなくすことができる点に留意すべきである。最後に、第二のコネクタ部品230は、有利には、1つまたは複数のばねに取り付けられ、それによって2つのコネクタ部品216、230が相互接続された時に、ある程度の角度および/または位置合わせ調整可能性/柔軟性が得られる。
図10の参照番号252は、その開位置にある、第一のコネクタ部品216のための保護カバーを示す。この保護カバー252は、水平旋回軸254の周囲で、それが第一のコネクタ部品216を覆う閉位置(図示せず)と、それが第一のコネクタ部品216を、第二のコネクタ部品230と係合するために露出させる開位置(図10に示される)との間で旋回可能である。閉じばね(図示せず)が保護カバー252に、これをその閉位置へと付勢する閉モーメントを加える。ターンオーバアンカ210がドッキングステーション212の中に設置された時、例えばドッキングステーション212の水平基底板234の上に配置された押し要素256(図11参照)が、保護カバー252から延びるレバーアーム258と協働して、保護カバー252を図10に示されるその開位置へと旋回させ、これによって閉じばねによる閉モーメントに対抗する。それほど好ましくない実施形態(図示せず)においては、閉じばねが、保護カバー252に閉じるためのモーメントを加えるように配置されたカウンタウェイトに置き換えられる。また別の、それほど好ましくない実施形態(図示せず)においては、閉じばねが、電気式または空気圧式のピストンに置き換えられる。
同様に、図10の参照番号262は、その開位置にある、第二のコネクタ部品230のための保護カバーを示している。この保護カバー262は、水平旋回軸264の周囲で、それが第二のコネクタ部品230を覆う閉位置(図示せず)と、それが第一のコネクタ部品216と係合するために第二のコネクタ部品230を露出させる開位置(図11に示される)との間で旋回可能である。閉じばね(図示せず)が保護カバー262に、それをその閉位置へと付勢する閉じるモーメントをかける。ターンオーバアンカ210がドッキングステーション212に配置される時、ターンオーバアンカ210の底板250’’の上に配置された押し要素266(図10参照)が、保護カバー262から延びるレバーアーム268と協働して、これを図10に示されるその開位置へと旋回させ、これによって閉じばねによる閉モーメントに対抗する。それほど好ましくない実施形態(図示せず)においては、閉じばねが、保護カバー262に閉じるためのモーメントを加えるように配置されたカウンタウェイトに置き換えられる。また別の、それほど好ましくない実施形態(図示せず)において、閉じばねが、電気式または空気圧式のピストンに置き換えられる。
ターンオーバアンカ210をドッキングステーション212の中へと垂直に降下させるため、およびそれをドッキングステーション212から垂直に上昇させるために、垂直昇降装置が使用される。これは、有利には、移動アーム214の一部であり、ターンオーバアンカ210をドッキングステーション212から出し入れするように移動させるための3自由度を有する。
このような移動アーム214の好ましい実施形態が図13に示されている。これは伸展可能なアーム区間272を含み、これは有利には、水平の伸縮アームとして想定される。伸展可能なアーム区間272は、例えばリニアアクチュエータ(例えば、油圧、空気圧、または電気式リニアドライブなど)またはリニアドライブ機構(例えば、スピンドル機構またはラックアンドピニオン機構)が備えられ、これは有利には、伸縮アーム272の内部に配置される(したがって図13では見えない)。
線形垂直上昇機構274は伸縮アーム272の前端に支持される。このような線形垂直上昇機構274は、有利には、垂直案内ロッドまたはレール276と、アンギュラギアボックス282が設けられた電気モータ280によって駆動される低速スピンドルドライブ278を含む。伸縮アーム272の代わりに、もちろん、旋回可能なアーム、特に平行四辺形型アームを使用することも可能であり、これによって、アームの旋回運動中に昇降機構274がそれ自体に対して平行のままでいることが確実となる。
移動アーム214の第三の要素は、所謂フックプレート284であり、これは線形垂直昇降機構274によって支持される。このフックプレート284は、ターンオーバアンカ210のための専用の停止ステーションと、垂直昇降機構274をターンオーバアンカ210に連結するための連結装置を形成する。これは、線形垂直昇降機構274に関して、伸展可能なアーム区間272の中心軸を含む垂直平面に対して垂直に浮動するための水平自由度を有する。この自由度により、案内手段(例えば、ターンオーバアンカ210上の側方に配置された案内ロール240’、240’’と協働する、ドッキングステーション212内の上述の側方ガイド238’、238’’および/または垂直ロッド246’、246’’の先端と協働する穴246’、246’’の漏斗形状の入口を含む)案内手段が、ターンオーバアンカ210がドッキングステーション212に垂直に配置される時に、ドッキングステーション212の中にターンオーバアンカ210を横方向に位置合わせすることができる。この追加の自由度は、ばねにより付勢される中立中央位置を有し、これは有利には、ターンオーバアンカ210が移動アーム214によって自由に支持された時に、伸展可能なアーム区間272の中心軸を含む垂直平面に第一のコネクタ部品216の垂直中心軸が含まれるように構成されることがわかるであろう。
フックプレート284は、有利には、2つの水平に離間された上側フック要素286’、286’’を含む。これらのフック要素286’、286’’の各々は、円盤状の頭部を有する円筒形のピンを含む。これらのフック要素286’、286’’は、漏斗形状の入口開口部290’、290’’が設けられた縦スロット288’、288’’と係合でき、これらはターンオーバアンカ210の背面の、その上端付近の後方支持プレート292に配置されている(図12参照)。第一の実施形態において、フックプレート284は、2つの水平に離間された下側フック要素294’、294’’をさらに含み、これらはターンオーバアンカ210のその下端付近の下縁296と係合するように構成される(図12参照)。この第一の実施形態において、上側フック要素286’、286’’はターンオーバアンカ210のための2つの垂直昇降地点を提供し、下側フック要素294’、294’’はその底を旋回しすぎないように固定するだけである。第二の実施形態において、下側フック要素294’、294’’は水平の下側支持要素(図示せず)に置き換えられる。これらには、有利には、摩擦軽減パッドが備えられ、その上にターンオーバアンカ210の下縁296が載る。この代替的な実施形態において、下側支持要素294’、294’’は、ターンオーバアンカ210のための2つの垂直昇降地点を提供し、フック要素286’、286’’は、移動中にその上部が過剰に傾かないように固定するだけである。どちらの実施形態においても、ターンオーバアンカ210は、ターンオーバアンカ210が押し板232に押し付けられた時に、フックプレート284に関して斜めに移動して、それ自体が押し板232に平行に位置合わせされるようにすることができる。第二の実施形態において、この位置合わせは摩擦軽減パッドによって容易となり、その上にターンオーバアンカ210が載る。中央ストッパ298がフックプレート284上の、上側および下側支持要素286’、286’’および294’、294’’との間の中央に配置される。これは、移動アーム214がターンオーバアンカ210をドッキングステーション212の垂直押し板232に水平に押し付けた時の、ターンオーバアンカ210の後方壁300のための中央当接面として構成される。水平ロードセル302が、有利には、この中央バッファ298に関連付けられて、移動アーム214がターンオーバアンカ210を垂直押し板232に水平に押し付ける時の圧力を測定する。このロードセル302はすると、伸展可能なアーム区間272のアクチュエータの制御回路に組み込んで、ターンオーバアンカ210が垂直押し板232に水平に押し付けられる時の力が所定の範囲内に保持されるようにしてもよい。
図19は、ターンオーバアンカ210に組み込まれたスイッチ延長装置314、316を概略的に示す。このスイッチ延長装置314、316は、ターンオーバアンカ210が垂直押し板232と接触した時に、フックプレート284上のスイッチ318と協働して、伸展可能なアーム区間272を停止させる。スイッチ延長装置は主として、ターンオーバアンカ210にスライド可能に取り付けられた水平の押し棒314を含む。ばね316がこの押し棒314をターンオーバアンカ210の前面の方向に付勢し、押し棒314の前端がこの前面から突出している(図19参照)。ターンオーバアンカ210が垂直押し板232と接触すると(図20参照)、それが押し棒314をターンオーバアンカ210の背面の方向に押し、それによってばね316の付勢力に対抗する。ここで、押し棒314の後端はターンオーバアンカ210の背面から突出し、フックプレート284上のスイッチ318を作動させ、これが伸展可能なアーム区間272の伸展を止める。このスイッチ延長装置314、316が、ターンオーバアンカ210が垂直押し板232に当たった時に伸展可能なアーム区間272の伸展を停止させるために使用される場合、上記の水平ロードセル302が、有利には、例えばスイッチ318が故障した場合に、過剰な力が垂直押し板232にかかるのを防止するための追加の安全機能として使用される。
通常、移動アーム214は車両、例えばRTGクレーンに取り付けられる。この場合、ターンオーバアンカ210のためのドッキングステーション212は車両のドライブウェイに沿って位置付けられる。第二のコネクタ部品230はこれによって、固定電源に接続され、第一のコネクタ部品216に接続されたケーブル208の第二の端が車両上の電気設備に接続される。車両が固定電源に接続されなければ、ターンオーバアンカ210は車両上の移動アーム214により支持される。
しかしながら、ドッキングステーション212を車両に設置し、移動アーム214が配置される移動ステーションを車両のドライブウェイに沿って提供することも可能である。この場合、ターンオーバアンカ210の第一のコネクタ部品216に接続されたケーブル208の第二の端が固定電源に接続され、ドッキングステーションの第二のコネクタ部品230が車両の電気設備に接続される。車両が固定電源に接続されなければ、ターンオーバアンカ210は車両のドライブウェイに沿った移動ステーションの移動アーム214により支持される。
ここで、移動アーム214が車両、例えばRTGクレーンに取り付けられ、ターンオーバアンカ210のためのドッキングステーション212が車両のドライブウェイに沿って位置付けられていると仮定して、図14〜17を参照しながら上記の装置の動作を説明する。
図14において、移動アーム214のフックプレート284を介してターンオーバアンカ210を支持するRTGクレーンがドッキングステーション212の前で停止され、伸展可能なアーム区間272の水平中心軸と第一のコネクタ部品216の垂直中心軸によって画定される垂直基準面が垂直押し板232に対して実質的に垂直で、第二のコネクタ部品230の垂直中心軸236から+/−xcmの範囲内で水平に離間されるようになっており、xの大きさは、ターンオーバアンカ210のドッキングステーション212内での自動位置合わせ能力によって決まり、「+/−」は、第二のコネクタ部品216の垂直中心軸236から測定されるxが、垂直基準面が第二のコネクタ部品216の垂直中心軸236の右側にあれば正の数値として示され、垂直基準面がその左側にあれば負の数値として示されることを意味する。この初期の横方向の位置合わせ誤差の許容範囲の一般的な数値は、例えば+/−15cmである。図14において、昇降機構274はその最も上の位置に位置付けられ、伸展可能なアーム区間272がその最短の長さを有し、ターンオーバアンカ210を支持するフックプレート284が中立中央位置にあることがわかるであろう。
図15において、伸展可能なアーム区間272は伸展位置にある状態で示され、そこでは移動アーム214がターンオーバアンカ210をそのスペーサ要素240’、240’’、242’、242’’でドッキングステーションの垂直押し板232に押し付け、それによって第一のコネクタ部品216と第二のコネクタ部品230の軸がこれで両方とも垂直押し板232に平行な平面内に位置付けられている。移動アーム214に組み込まれた水平ロードセル302により、移動アーム214がターンオーバアンカ210を水平に垂直押し板232に押し付ける時の圧力が、ターンオーバアンカを押し板232に関して確実に位置決めするが、所定の数値を超えず、押し板232を変形させないのに十分であることが確実となる。昇降機構274は、図15において、依然としてその最も上の位置に位置付けられ、ターンオーバアンカ210を支持するフックプレート284は依然としてその中立中央位置にある。
図15に示される位置と図16に示される位置との間で、昇降機構274が降下されてターンオーバアンカ210がドッキングステーション212の中に設置されている。昇降機構274が垂直にターンオーバアンカ210をドッキングステーション212へと降下させる間に、フックプレート284の水平自由度によって、(例えば、ターンオーバアンカ210の側方に配置された案内ロール240’、240’’と協働するドッキングステーション212の中の前述の側方ガイド238’、238’’および/または垂直ロッド246’、246’’の先端と協働する穴246’、246’’の漏斗形状の入口を含む)案内手段をドッキングステーション212の中でターンオーバアンカ210と横方向に位置合わせすることができ、両方のコネクタ部品216、230の垂直中心軸は最終的に、垂直連結軸236に沿ってそれらを相互接続させるのに十分に位置合わせされる。ターンオーバアンカ210をドッキングステーション212の中へと降下させている間に、移動アーム214はターンオーバアンカ210を水平に垂直押し板232に押し付け続ける。しかしながら、垂直ロッド246’、246’’が穴248’、248’’と係合するとすぐに、伸展可能なアーム区間272のアクチュエータが好ましくは停止し、それによってターンオーバアンカ210に移動アーム214によって水平の力が加えられなくなる。ターンオーバアンカ210の垂直運動は、それがそのベースフレームでドッキングステーション212の水平基部234と当接すると停止する。フックプレート284がその垂直の下方への運動を継続する間、上側フック要素286’、286’’がターンオーバアンカ210の後方支持プレート292のスロット288’、288’’から外れ、下側支持要素294’、294’’がターンオーバアンカ210の下縁296から外れる。フックプレート284はこれで、移動アーム214の伸展可能なアーム区間272を引っ込めることによって(すなわち、短くすることによって)収縮させることができる。
図17は、伸展可能なアーム区間272を完全に収縮させた後の移動アーム214を示す(すなわち、これがその最も短い長さを有する)。この時点で、ターンオーバアンカ210がドッキングステーション212の中にあり、第一および第二のコネクタ部品216、230が相互接続されている。昇降機構274がその最も下の位置に位置付けられ、フックプレート284はばねにより付勢された中立中央位置にある。
図17の位置において、ターンオーバアンカ210の穴248’、248’’と係合しているドッキングステーション212の2本の水平に離間された垂直ロッド246’、246’’は、ターンオーバアンカ210をドッキングステーション212の中に効率的にブロックする。これらは実際に、ターンオーバアンカ210に、垂直連結軸と整合しない大きな力がかかるかぎり、ターンオーバアンカ210の穴248’、248’’の中にセルフロックされる。RTGクレーンの動作中にケーブル208がターンオーバアンカ210にかける引張力は垂直連結軸236と決して整合しないため(図10参照)、このような引張力によってターンオーバアンカ210がドッキングステーション212から外れることはない。しかしながら、ターンオーバアンカ210をドッキングステーション212から意図的に切断するには、ターンオーバアンカ210を厳密に垂直移動に従って、すなわちターンオーバアンカ210に垂直連結軸と整合しない大きな力をかけずに上昇させて、ドッキングステーション212の外に出せばよい。その結果、上述のような装置は、切断手順中に適正にロックが外れない可能性のある、または接続手順中に適正に動作しない可能性のある複雑なロック機構を必要としない。
ターンオーバアンカ210をドッキングステーション212から切断するには、移動アーム214をまず図17に示される位置に移動させる。次に、伸展可能なアーム区間272を、フックプレート284がターンオーバアンカ210の後方壁300と接触するまで伸展させる。この接触は、例えば移動アーム214の水平ロードセル302によって、または接触スイッチまたは近接スイッチ303(図10参照)によって検出可能である。その後、昇降機構274を作動させて、ターンオーバアンカ210を垂直に上昇させ、ドッキングステーション212の垂直ロッドから外し、それによって第一および第二のコネクタ部品216、230も切断する。移動アーム214が図15に示される位置(すなわち、昇降機構274の最も上の位置)に到達したら、伸展可能なアーム区間272を図14に示される位置へと収縮させてもよい。
ここで図18を参照すると、第一のコネクタ部品216が、有利には、第一のコネクタ部品216の中で短絡される2つのパイロット接点要素304を含むことがわかるであろう。第一のコネクタ部品216が第二のコネクタ部品230と相互接続されると、これらの短絡パイロット接点要素304は、ドッキングステーション212の固定電源回路310と主電源312との間に相互接続された通常開の回路遮断機308の制御回路306を閉じる。その制御回路306が閉じると、通常開の回路遮断機308が閉じ、ドッキングステーション212の固定電源回路310と主電源312が接続される。したがって、第二のコネクタ部品230には、第一のコネクタ部品216と適正に相互接続された後でしか引張力が加えられない。同様に、第一のコネクタ部品216が第二のコネクタ部品230から引き抜かれると、制御回路306が開き、これによって回路遮断機308が開き、主電源312からドッキングステーション212上の固定電源回路310への電源供給がすぐに中断される。それゆえ、第二のコネクタ部品230は、上方に移動する第一のコネクタ部品216によって露出される前にすでに通電状態ではなくなっている。
あるいは、第一のコネクタ部品216はまた、第一のコネクタ部品216が第二のコネクタ部品230と嵌合し始めた時に、ドッキングステーション212の通常開のスイッチ(図示せず)を閉じてもよい。このスイッチが閉じると、制御回路306と、それによって通常開の回路遮断機308が閉じる。
図21〜23は、船舶400を陸上の電源に自動的に接続するための装置を示し、この装置は上述の本発明の重要な態様を実施し、別の有利な特徴を含む。
図21において、参照番号400は埠頭402に沿って停泊している船舶を示す。船舶400を陸上の電源に自動的に接続するための装置は基本的に、以下の主要部品、すなわち、1本または複数の電源ケーブル408と、電源ケーブル408の自由端に接続された第一のコネクタ部品を含むターンオーバアンカ410と、ターンオーバアンカ410がドッキングステーション412の中に垂直に設置された時に、垂直連結軸に従って第一のコネクタ部品と嵌合するように構成された第二のコネクタ部品を含むドッキングステーション412と、を含む。
図21は、船舶400の側方に配置された、ドッキングステーション412の中に受けられるターンオーバアンカ410を示す。図23において、ターンオーバアンカ410は、ドッキングステーション412の中に垂直に設置できる状態でドッキングステーション412の垂直方向の上方に位置付けられている。
図23からさらにわかるように、ドッキングステーション412は、前述のように、2本の平行に離間された垂直案内ロッド414’、414’’を含み、これらの案内ロッドの各々は、ターンオーバアンカがドッキングステーション410の中に設置された時に、ターンオーバアンカ410の案内開口部または案内穴416’、416’’の中に垂直に入り込むように配置されている。
図21と22に示される装置は、ターンオーバタワー418をさらに含む。これは、前方ケーブルガイド422と後方ケーブガイド424を有するカンチレバー型ターンオーバアーム420を支持する。ターンオーバアーム420は、満潮時でもドッキングステーション412より上に位置付けられる。電源ケーブル408は、前方ケーブガイド422から垂直に垂れる。前方ケーブルガイド422および/またはターンオーバアーム420は、有利には、移動可能であり、ターンオーバアンカ410をドッキングステーション412に垂直に位置合わせすることができる。その代わりに、またはそれに加えて、ターンオーバタワー418が埠頭上で移動可能であってもよく、および/またはドッキングステーション412は船舶400に関して移動可能であってもよい。ターンオーバタワー418は、伸縮区間をさらに含んでいてもよく、それによって高さ調節が可能である。代替的な実施形態において、ターンオーバタワー418は、有利には水平軸および/または垂直軸の周囲で旋回可能なアームに置き換えられ、また、伸縮区間を含んでいてもよい。ドッキングステーション412はカンチレバー型アームによって支持されてもよく、これは有利には、船舶400に関して移動可能であり、ドッキングステーション412を連結位置に移動させることができ、そこではターンオーバアンカ410をドッキングステーション412と垂直に位置合わせすることが容易である。
ターンオーバアンカ410とドッキングステーション412が適正に位置合わせされたら、ターンオーバアンカ410は重力によってドッキングステーション412に向かい、またその中へと降下し、ドッキングステーション412の案内ロッド414’、414’’がターンオーバアンカ410の案内穴416’416’’に係合させることができ、それによってターンオーバアンカ410を接触位置へと案内し、そこで第一および第二のコネクタ部品が電気接触する。
図21と22においてわかるように、3本の電源ケーブル408がターンオーバアンカ410に接続されている。これら3本のケーブル408はターンオーバアーム420上で平行に案内され、前方ケーブルガイド422は、3本のケーブル408がそこから平行に、それらの中心軸が1つの共通の垂直面内に位置付けられた状態で離れるように設計される。この配置は、垂直連結軸の周囲でターンオーバアンカ410が捩れるのを効率的に防止し、それによってターンオーバアンカ410とドッキングステーションとの位置合わせが容易となる。2本の支持ワイヤ426’、426’’がターンオーバアンカ410に取り付けられることもさらにわかるであろう。これらの支持ワイヤ426’、426’’はウィンチ(図示せず)に接続され、これによって比較的重いターンオーバアンカ410を降下、上昇させることができる。この実施形態において、電源ケーブル408は、ケーブルリールに巻き付けられるのではなく、単にターンオーバタワー418の中でケーブルループを形成する。このケーブルループにはカウンタウェイトが備えられてもよい。あるいは、電源ケーブル408はまた、平行なケーブルリールまたはウィンチに巻き付けることもできる。
代替的な実施形態において、ドッキングステーション412は埠頭に、有利には、移動可能なトロリまたは鉄道車両に配置され、それ自体は陸上の電源に接続される。そこにターンオーバアンカ410が取り付けられている電源ケーブル408はこの場合、船舶上に配置される。船舶に取り付けられた移動可能なターンオーバアームによって、ターンオーバアンカ410を埠頭のドッキングステーション412と垂直に位置合わせすることができる。この位置合わせが実現したら、ターンオーバアンカ410をまずドッキングステーション412に向かって、次にその中へと降下させる。
上述の自動連結装置は、磁気接続支援装置をさらに含んでいてもよい。これは、ターンオーバアンカとドッキングステーションに関連付けられた電磁石を含む(例えば、図23の参照番号428’、428’’と430’、430’’参照)。ターンオーバアンカがドッキングステーションの中に配置される時に、電磁石428’、428’’と430’、430’’に電源供給されて、ドッキングステーションの電磁石430’、430’’が垂直連結軸に従ってターンオーバアンカの電磁石428’、428’’を引き付けて、それによって重力による接続工程を支援する。ターンオーバアンカがドッキングステーションから上昇される時に、電磁石428’、428’’と430’、430’’には電源供給されないか、最も好ましくは、ドッキングステーションの電磁石430’、430’’が今度はターンオーバアンカの電磁石428’、428’’と反発するように電源供給され、それによって切断工程を支援し、これをより円滑にする。制御回路を使って、電磁石への電源供給のオン/オフおよび磁極反転を制御する。これらの制御回路は、有利には、ドッキングステーションの案内手段がターンオーバアンカの案内手段と係合したこと、またはこれらの案内手段が外れたことを検出する検出器(例えば、機械的に作動されるスイッチまたは光電センサ)を含む。検出器が案内手段の係合を検出すると、電磁石に電源供給される。検出器が案内手段の切断を検出すると、電磁石に電源供給されない。磁極反転は、切断シーケンスを開始する命令によってトリガされる。ターンオーバアンカに関連付けられた電磁石またはドッキングステーションに関連付けられたそれらを永久磁石に置き換えてもよいことがわかるであろう。
重要なことを付記すれば、上述の装置はまた、電気エネルギーを船舶から陸上の消費部に、または車両から静止している消費部に伝達するために使用してもよいことがわかるであろう。
10 ゴムタイヤ式橋型(RTG)クレーン
11 固定電源供給ライン
12 フレームブリッジ
14 移動プラットフォーム
16 ゴムタイヤを備えるホイール
18’ 第一の移動レーン
18’’ 第二の移動レーン
20 貨物運送用コンテナ
22’ 蔵置領域
22’’ 蔵置領域
24’ 第一の対のランウェイ
26’ 第一の対のランウェイ
28 電源ケーブル
30 ケーブルリールまたはウィンチ
32 移動方向を示す矢印
34’ トレンチ
34’’ トレンチ
36 移動方向を示す矢印
38 ケーブル方向転換装置
40 ローラ
42 第一の(移動)コネクタ部品
43 42の頭部
44 第二の(固定)コネクタ部品
45 44の頭部
46 接続ピット
47 44の中心垂直軸
48 移動ユニットまたはターンオーバアンカ
50 固定ユニットまたはドッキングステーション
52 第一の案内装置
54 停止ステーション
56 第二の案内装置(52と協働)
58’ ロッド状の案内部材
58’’ ロッド状の案内部材
59’ 58’の先端
59’’ 58’’の先端
60 案内ブロック
62’ 案内開口部
62’’ 案内開口部
64’ 漏斗形状の入口
64’’ 漏斗形状の入口
66’ 円筒形部分
66’’ 円筒形部分
68’ 漏斗形状の入口
68’’ 漏斗形状の入口
70’ ロッド状の位置合わせ部材
70’’ ロッド状の位置合わせ部材
72 60の空洞
74 44の保護カバー
76 第一のハーフカバー
78 第二のハーフカバー
80 76の軸
82 78の軸
84 76に関連付けられたばね
86 78に関連付けられたばね
88 76のための機械的ストッパ
90 78のための機械的ストッパ
92 76に関連付けられたレバー
94 78に関連付けられたレバー
96 60の縁部分
98 60の縁部分
100 72の内部垂直壁
102 72の内部垂直壁
104 60上の湾曲案内面
104’ ケーブル牽引を示す矢印(電源ケーブル28が106により案内されている時)
106 60上の湾曲案内面
106’ ケーブル牽引を示す矢印(電源ケーブル28が106により案内されている時)
108 固定湾曲案内面
110 固定湾曲案内面
112 金属ケーシング
120 短絡パイロット接点要素
122 124の制御回路
124 回路遮断機
126 主電源
208 ケーブル
210 ターンオーバアンカ
212 ドッキングステーション
214 移動アーム
216 第一のコネクタ部品
218 接続箱
220 支持フレーム
222 ケーブルドラム
224 ケーブル出口
226 222上の第一の位置
228 222上の第二の位置
230 第二のコネクタ部品
232 垂直押し板
234 水平ベース
236 230の垂直連結軸
236’ 216の垂直連結軸
238’ 側方ガイド
238’’ 側方ガイド
240’ 下側スペーサ要素
240’’ 下側スペーサ要素
242’ 上側スペーサ要素
242’’ 上側スペーサ要素
244’ 238’の上面
244’’ 238’’の上面
246’ 垂直ロッド
246’’ 垂直ロッド
248’ 246のための穴
248’’ 246’’のための穴
250’ 210の底板
250’’ 210の底板
252 216のための保護カバー
254 252の水平旋回軸
256 押し要素
258 レバーアーム
262 230のための保護カバー
264 262の水平旋回軸
266 押し要素
268 レバーアーム
214 移動アーム
272 214の伸展可能なアーム区間
274 214の垂直昇降機構
276 ガイドロッドまたはレール
278 低速スピンドルドライブ
280 電気モータ
282 ギアボックス
284 フックプレート(214上の210のための連結装置)
286’ 上側フック要素
286’’ 上側フック要素
288’ スロット
288’’ スロット
290’ 288’の漏斗形状の入口開口部
290’’ 288’’の漏斗形状の入口開口部
292 210の後方支持プレート
294’ 下側支持要素
294’’ 下側支持要素
296 210の下縁
298 284上の中央ストッパ
300 210の後方壁
302 水平ロードセル
303 近接スイッチ
304 パイロット接点要素
306 制御回路
308 通常開の回路遮断機
310 212上の固定電源回路
312 主電源
314 押し棒
316 ばね
318 スイッチ
400 船舶
402 埠頭
408 電源ケーブル
410 ターンオーバアンカ
412 ドッキングステーション
414’ 案内ロッド
414’’ 案内ロッド
416’ 案内開口部または穴
416’’ 案内開口部または穴
418 ターンオーバタワー
420 ターンオーバアーム
422 前方ケーブルガイド
424 後方ケーブルガイド
426’ 支持ワイヤ
426’’ 支持ワイヤ
428’ 410の電磁石
428’’ 410の電磁石
430’ 412の電磁石
430’’ 412の電磁石

Claims (24)

  1. ケーブル(28、208)を介して車両を電源に自動的に接続するための装置であって、
    前記ケーブル(28、208)の自由端に接続された第一のコネクタ部品(42、216)を含むターンオーバアンカ(48、210)と、
    第二のコネクタ部品(44、230)を含むドッキングステーション(50、212)であって、前記第二のコネクタ部品が、前記ターンオーバアンカ(48、210)が垂直に前記ドッキングステーション(50、212)の中に設置された時に垂直連結軸(236)に従って前記第一のコネクタ部品(42、216)と嵌合するように構成されているドッキングステーション(50、210)と、
    を含む装置において、
    2本の水平に離間された垂直案内ロッド(58’、58’’、246’、246’’)であって、その各々が、前記ターンオーバアンカ(48、210)が前記ドッキングステーション(50、212)の中に設置された時に、相対する要素(48,250’、250’’)の案内開口部または案内穴(58’、58’’、248’、248’’)の中に垂直に入り込むように配置され、前記ターンオーバアンカ(48、210)が前記垂直連結軸(236)と整合しない大きな力を受けた場合に、前記案内穴(58’、58’’、248’、248’’)の中にセルフロックされるような寸法である垂直案内ロッド(58’、58’’、246’、246’’)を特徴とする装置。
  2. 前記案内穴(58’、58’’、248’、248’’)の各々が漏斗形状の入口と、それに続く実質的に円筒形の部分とを有し、前記ターンオーバアンカ(48、210)が前記ドッキングステーション(50、212)内へと降下される時に、前記漏斗形状の入口が前記案内ロッド(58’、58’’、246’、246’’)の1つの先端と協働して、前記案内ロッド(58’、58’’、246’、246’’)を前記実質的に円筒形の部分の中へと案内し、その後、前記実質的に円筒形の部分が前記案内ロッド(58’、58’’、246’、246’’)と協働して、前記ターンオーバアンカ(48、210)を接触位置へと必要な精度で案内する、請求項1に記載の装置。
  3. 前記ターンオーバアンカ(210)を前記ドッキングステーション(212)の中に垂直に降下させるため、およびそれを前記ドッキングステーション(212)から垂直に上昇させるための昇降装置(30、274)をさらに含む、請求項1または2に記載の装置。
  4. 前記ターンオーバアンカ(210)が前記昇降装置(274)によって、2つの漏斗形状のスロット(288’、290’、288’’、290’’)と係合する2つの水平に離間されたフック要素(286’、286’’)を介して支持され、
    前記フック要素(286’、286’’)が好ましくは前記昇降装置(74)によって支持され、
    前記2つの漏斗形状のスロット(288’、290’、288’’、290’’)が好ましくは前記ターンオーバアンカ(10)の背面に配置される、
    請求項3に記載の装置。
  5. 前記ターンオーバアンカ(210)がケーブルドラム(222)を含み、前記第一のコネクタ部品(216)に接続された前記ケーブル(208)の前記自由端が少なくとも部分的に前記ケーブルドラム(222)の周囲で案内され、
    前記ターンオーバアンカ(210)が、前記ケーブル(208)が好ましくは前記ケーブルドラム(222)の周囲で約180°離間され、前記垂直連結軸(236)に関して偏心的な2つの位置(226、228)において前記ケーブルドラム(222)を離れることができ、それにより前記ケーブル(208)によって前記ターンオーバアンカ(210)にかかる力が前記垂直連結軸(236)と整合することがないように設計されている、
    請求項1〜4の何れか一項に記載の装置。
  6. 前記ドッキングステーション(212)が垂直押し板(232)を含み、
    前記ターンオーバアンカ(210)が、その前面から突出する調節可能な案内要素(240’、240’’、242’、242’’)を含み、それにより前記ターンオーバアンカ(210)が前記調節可能な案内要素(240’、240’’、242’、242’’)で前記垂直押し板に押し付けられると、前記第一のコネクタ部品(216)および前記第二のコネクタ部品の軸が両方とも、前記垂直押し板(32)に平行な平面内に位置付けられる、
    請求項1〜5の何れか一項に記載の装置。
  7. 前記ターンオーバアンカ(210)を前記ドッキングステーション(212)から出し入れするように移動させるための移動アーム(214)を含み、前記移動アームが、
    前記ターンオーバアンカ(210)を前記垂直押し板(232)に水平に押し付けるための第一のアーム区間(272)と、
    前記第一のアーム区間(272)によって支持され、前記ターンオーバアンカ(210)を前記ドッキングステーション(212)の中へと垂直に降下させ、それを前記ドッキングステーション(212)から垂直に上昇させるための垂直昇降機構(274)と、
    前記垂直昇降機構(274)によって支持され、これを前記ターンオーバアンカ(210)に連結するための連結装置(284)と、
    を含み、前記連結装置(284)が前記垂直昇降機構(274)に関して、前記第一のアーム区間(272)の中心軸を含む垂直平面に対して垂直に浮動するための水平自由度を有し、
    前記装置が、前記ターンオーバアンカ(210)が前記ドッキングステーション(212)の中に垂直に設置される時に、前記連結装置の前記水平自由度を使うことによって、前記ターンオーバアンカ(210)を前記ドッキングステーション(212)内へと横方向に位置合わせすることのできる案内手段をさらに含む、
    請求項6に記載の装置。
  8. 前記案内手段が、
    前記ドッキングステーション(212)内の、前記ターンオーバアンカ(210)のための漏斗形状の入口開口部を画定する側方ガイド(238’、244’、238’’、244’’)と、
    前記ターンオーバアンカ(210)の上の側方に配置された、前記ドッキングステーション(212)内の前記側方ガイド(238’、244’、238’’、244’’)と相互作用するための案内ロール(240’、240’’)と、
    を含む、請求項8に記載の装置。
  9. 前記車両が、前記ターンオーバアンカ(210)を、前記車両のドライブウェイに沿って位置付けられる前記ドッキングステーション(212)から出し入れするように移動させるための移動アーム(214)を含むか、
    前記ドッキングステーション(212)が前記車両に配置され、移動ステーションが前記車両のドライブウェイに沿って位置付けられて、前記ターンオーバアンカ(210)を前記ドッキングステーション(212)から出し入れするように移動させるための移動アーム(214)を含む、
    請求項1〜8の何れか一項に記載の装置。
  10. ケーブルリール(30)であって、前記ケーブル(28)がそこに巻き付けられているケーブルリール(30)をさらに含み、
    前記案内開口部(62’、62’’)が前記ターンオーバアンカ(48)に関連付けられた第一の案内装置(52)の一部を形成し、前記案内ロッド(58’、58’’)が前記ドッキングステーション(50)に関連付けられた第二の案内装置(56)の一部を形成し、
    前記第一のコネクタ部品(42)および前記第二のコネクタ部品(44)が垂直に位置合わせされ、前記電源ケーブル(28)が前記ケーブルリール(30)から繰り出されて、前記ターンオーバアンカ(48)を前記ドッキングステーション(44)に向かって降下させる時、前記第一の案内装置(52)が、前記第二の案内装置(56)と係合でき、かつ、重力により前記第二の案内装置(56)に沿ってスライドでき、それによって前記ターンオーバアンカ(48)を接触位置に案内でき、そこで前記第一のコネクタ部品(42)が前記第二のコネクタ部品(44)と電気接触する、請求項1〜3の何れか一項に記載の装置。
  11. 前記第二のコネクタ(44)が前記垂直に延びるロッド状の案内部材(58’、58’’)間に配置され、
    前記第一の案内装置(52)が、案内ブロックであって、その中に前記2つの案内開口部(62’、62’’)が配置された案内ブロックを含み、前記第一のコネクタ(42)が前記案内ブロックの空洞(72)の中で前記2つの案内開口部(62’、62’’)間に配置される、
    請求項9に記載の装置。
  12. 前記第一の案内装置(52)のための停止ステーション(54)をさらに含み、前記停止ステーション(54)が、前記電源ケーブル(28)が前記ケーブルリール(30)に巻き取られる時に、前記第一の案内装置(52)を前記停止ステーション(54)内の所定の角度位置に位置合わせするための位置合わせ装置(70’、70’’)を含む、請求項10または11に記載の装置。
  13. 前記位置合わせ装置が、2本の垂直に延びるロッド状の位置合わせ部材(70’、70’’)を含み、
    前記案内ブロックが、前記位置合わせ部材(70’、70’’)の各々のための位置合わせ開口部(62’、62’’)を含み、前記位置合わせ開口部(62’、62’’)の各々が漏斗形状の入口(68’、68’’)と、それに続く実質的に円筒形の部分(66’、66’’)とを有し、
    前記案内開口部および前記位置合わせ開口部が、有利には、前記案内ブロック(60)を通って垂直に延びる2つの貫通穴(62’、62’’)によって形成される、
    請求項12に記載の装置。
  14. 前記第一および/または前記第二のコネクタ部品(42、44、216、230)が、前記第一または第二のコネクタ部品を覆うことのできる、通常閉じた状態の保護カバー(74、252、262)を含み、その開放は、前記ターンオーバアンカ(48、210)が前記ドッキングステーション(50、212)の中に設置されることによりトリガされる、請求項1〜13の何れか一項に記載の装置。
  15. 前記保護カバー(74)が、前記第二のコネクタ部品の両側に位置付けられた2本の平行な実質的に水平の軸(80、82)の周囲で旋回可能な2つの対向するハーフカバー(76、78)により形成され、閉位置では、一方のハーフカバー(76)がもう一方のハーフカバー(76)と部分的に重複する、請求項13に記載の装置。
  16. 前記第一の案内装置(52)が案内ブロックを含み、
    前記案内ブロック(60)の上側部分が、水平の力成分が前記電源ケーブル(28)にかけられた時に前記電源ケーブル(28)を案内するための少なくとも1つの湾曲案内面(104、106)を形成し、
    前記第二のコネクタ部品(44)が好ましくは、その出口において、前記案内ブロック(60)の前記上側部分により形成される前記湾曲案内面(104、106)の延長部分に固定湾曲案内面(108、110)を形成するケーシングの中に取り付けられる、
    請求項1〜15の何れか一項に記載の装置。
  17. 通常開の回路遮断機(308)が前記電源(312)と前記第二のコネクタ(230)との間に相互接続され、
    通常開の制御回路(306)が前記回路遮断機(308)に関連付けられ、それ自体が閉じた時に前記回路遮断機(308)が閉じるのをトリガし、
    閉手段が前記制御回路(306)に関連付けられ、前記第一のコネクタ部品(216)と前記第二のコネクタ部品とが相互接続された時に前記制御回路(306)を閉じ、
    前記閉手段が好ましくは、
    前記制御回路(306)内の開接点を形成する、前記第二のコネクタ部品(230)の中の2つのパイロット接点要素と嵌合する前記第一のコネクタ部品(216)の中の2つの短絡パイロット接点要素(340)か、
    前記第一のコネクタ部品(216)と前記第二のコネクタ部品(230)とが相互接続された時に、前記制御回路(306)内の開接点を形成し、その閉位置において作動される通常開のスイッチの何れかを含む、
    請求項1〜16の何れか一項に記載の装置。
  18. 前記ターンオーバアンカ(410)が、前記ターンオーバアンカ(410)を上昇または降下させるための少なくとも2本の支持ワイヤ(426’、426’’)により支持される、請求項3、10または11の何れか一項に記載の装置。
  19. 前方ケーブルガイド(422)を有するカンチレバー型ターンオーバアーム(420)をさらに含み、前記前方ケーブルガイド(422)および/または前記ターンオーバアーム(420)が前記ドッキングステーション(412)に関して移動可能であり、それにより前記ターンオーバアンカ(410)を前記ドッキングステーション(412)に垂直に位置合わせすることができる、請求項3、10、11または18の何れか一項に記載の装置。
  20. 前記ターンオーバアンカ(410)が、前記ターンオーバアーム(420)の上で平行に案内される少なくとも3本の電源ケーブル(408)に接続され、前記前方ケーブルガイド(422)が、前記電源ケーブル(408)がそこから平行に、それらの中心軸が1つの共通の垂直面内に位置付けられた状態で離れるように設計される、請求項19に記載の装置。
  21. 前記ターンオーバアーム(420)を支持するターンオーバタワー(418)をさらに含む、請求項19または20に記載の装置。
  22. 水平および/または垂直軸の周囲で旋回可能であり、それにより前記ターンオーバアンカ(410)を前記ドッキングステーション(412)に垂直に位置合わせすることができるターンオーバアームをさらに含む、請求項3、10、11または18の何れか一項に記載の装置。
  23. 移動可能なアームであって、その上に前記ドッキングステーション(412)が取り付けられる移動可能なアームをさらに含む、請求項3、10、11または18の何れか一項に記載の装置。
  24. 前記ターンオーバアンカおよび前記ドッキングステーションに関連付けられた電磁石と、
    前記電磁石に
    a)前記ターンオーバアンカが前記ドッキングステーションの中に設置される時に、前記ドッキングステーションの前記電磁石が前記垂直連結軸に従って前記ターンオーバアンカの前記電磁石を引き付けて、重力による接続工程を支援し、および
    b)前記ターンオーバアンカが前記ドッキングステーションから上昇される時に、前記ドッキングステーションの前記電磁石が前記垂直連結軸に従って前記ターンオーバアンカの前記磁石と反発し、重力による切断工程を支援する
    ように電源供給できる制御回路と、
    を含む磁気接続支援装置をさらに含む、請求項1〜23の何れか一項に記載の装置。
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