DE69306886T2

DE69306886T2 - Automatische Einsteckeinrichtung

Info

Publication number: DE69306886T2
Application number: DE69306886T
Authority: DE
Inventors: Yuichi Fujita; Susumu Shibata; Kazumi Shima; Makoto Wada
Original assignee: Toyo Engineering Corp
Current assignee: Toyo Engineering Corp
Priority date: 1992-09-11
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2013-08-21
Also published as: US5356303A; DE69306886D1; EP0586952A2; EP0586952A3; EP0586952B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Bereich der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine automatische Einsteckeinrichtung zum Zuführen eines elektrischen Stromes von einer Stromquelle, die in einem gefährlichen Bereich einer explosiven Gasatmosphäre einsetzbar ist, z.B. einer brennbaren und entflammbaren Gasatmosphäre.

Beschreibung des Standes der Technik

Mit dem Fortschritt der Automation von Maschinen und dem Einsparen menschlicher Arbeitskraft im allgemeinen industriellen Bereich stieg das Erfordernis, daß das Verbinden und Lösen einer elektrischen Anschlußleitung automatisch ausgeführt werden kann, und es sind verschiedene Typen von automatisch lösbaren Einsteckeinrichtungen entwickelt worden und in praktischen Einsatz gekommen. Eine automatisch lösbare Einsteckeinrichtung eines explosionsgeschützten Aufbaues, der in solch einem gefährlichen Bereich eingesetzt werden kann, wie er zuvor geschildert wurde, ist jedoch nach wie vor noch zu entwickeln.
Obwohl eine Steckerverbindung flammensicheren Typs mit explosionsgeschütztem Aufbau bereits am Markt käuflich war als Einrichtung zum Verbinden einer Maschine mit einer stromzuführenden Leitung in einer solchen explosiven Gasatmosphäre wie sie zuvor geschildert wurde, kann sie nicht als automatische Verbindungs- und Loseinrichtung eingesetzt werden, da sie mit einem hohen Preis und einem hohen Gewicht verbunden ist und da sie für eine Bedingung ausgelegt ist, gemäß welcher das Aufsetzen einer staubsicheren Kappe, das Zentrieren eines Steckers und einer Steckdose und das Fixieren des Steckers und der Steckdose über ein Verbindungsmittel von Hand ausgeführt wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die wichtigste Bedingung, die eine automatische Einsteckeinrichtung in der vorerwähnten explosiven Gasatmosphäre zu erfüllen hat, liegt darin, daß die Einrichtung weder brennbar ist noch eine Explosion verursacht. Die Konstruktionen, die diese Bedingungen erfüllen, sind klassifiziert in "Recommended Practice for Explosion-Protected Electrical Installations in General Industries" (Research Institute of Industrial Safety of the Ministry of Labor) (Japan) in explosionsgeschützte Konstruktion vom selbstsicheren Typ, explosionsgeschützte Konstruktion vom flammengeschützten Typ, explosionsgeschützte Konstruktion vom unter Druck stehenden Typ, explosionsgeschützte Konstruktion vom erhöhten Sicherheitstyp, explosionsgeschützte Konstruktion vom in Öl getauchten Typ sowie explosionsgeschützte Konstruktion vom speziellen Typ, wobei die Vorschriften betreffend den Aufbau und die Leistung eines jeden Typs vorbestimmt sind.
Unter diesen Typen ist der explosionsgeschützte Aufbau vom unter Druck stehenden Typ so ausgelegt, daß der Innendruck aufrechterhalten wird durch das Auffüllen des Inneren unter Druck, beispielsweise des Innenraumes von elektrischen Maschinen mit einem Schutzgas, wie etwa reiner Luft oder einem inerten Gas, um somit den Zutritt eines explosiven Gases zu verhindern, welches sich auf der Außenseite befindet, um somit im wesentlichen das Innere von der gefährlichen Gasatmosphäre abzuschirmen und zu isolieren. Die Systeme zur Aufrechterhaltung des Innendrucks eines derartigen Aufbaues umfassen ein System vom belüfteten Typ sowie ein System vom abgedichteten Typ.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine automatische Einsteckeinrichtung zur Verfügung zu stellen, mit einem geringen Gewicht, mit der Fähigkkeit, automatisch eine Stromzuführungsleitung anzuschließen und zu lösen, sowie die Vorschriften zu erfüllen betreffend die explosionsgeschützte Konstruktion vom belüfteten, unter Druck stehenden Typ, oder die explosionsgeschützte Konstruktion vom abgedichteten, unter Druck stehenden Typ, wie sie in den vorerwähnten Regeln "Recommended Practice for Explosion-Protected Electrical Installations in General Industries" an gegeben sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend näher beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt einer Ausführungsform der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 ein Blockdiagramm als Schemaskizze der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Steckdosenkontaktes, der in Fig. 1 durch die Bezugsziffer 2 identifiziert ist, wobei diese Zeichnung so angelegt ist, daß sie die Einführungseinrichtung für sauberes Gas erläutert, welche am so freien Endbereich des Innenzylinders vorgesehen ist, der durch die Bezugsziffer 1 in Fig. 1 identifiziert ist,
Fig. 4 eine Darstellung, die einen äußeren Zylinder 3 zeigt, der eingesteckt und kombiniert ist mit einer zurückversetzten Buchsenverbindung 8, wobei die Zuführseitenverbindungseinheit A in die nähe der Aufnahmeseitenverbindungseinheit B gebracht ist durch eine Zuführseiteverbindungseinheit-Antriebseinrichtung C und diese Zeichnung so erstellt ist, um den Betrieb für die Verbindung und das Lösen der Kontakte einer Anschlußleitung zu erläutern unter Einsatz der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß dieser Ausführungsform,
Fig. 5 eine Zeichnung, die einen Stiftkontakt 12 zeigt, der eingesteckt und kombiniert ist mit einem Sockelkontakt 2 durch das Herausdrängen eines Innenzylinders 1 in das Innere einer Aufnahmeausnehmung 9, wobei diese Zeichnung derart erstellt ist, daß sie den Betrieb zum Herstellen und Lösen der Kontakte einer Netzanschlußleitung erläutert durch den Einsatz der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß dieser Ausführungsform,
Fig. 6 eine Seitenansicht im Schnitt des Beispiels 2 der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 7 eine Seitenansicht im Schnitt des Beispiels 3 der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 8 eine Seitenansicht im Schnitt des Beispiels 4 der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 9 eine Seitenansicht im Schnitt, die den Zustand eines Stiftkontaktes zeigt, der eingesteckt und kombiniert ist mit einem Sockelkontakt durch Herausdrücken eines Innenzylinders in eine Aufnahmeausnehmung, wobei diese Zeichnung derart erstellt ist, daß sie den Betrieb zum Herstellen und Lösen der Kontakte einer Netzanschlußleitung in Beispiel 4 der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß der Erfindung zeigt,
Fig. 10 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Sokkelkontaktes, wobei diese Zeichnung derart erstellt ist, daß sie ein erstes modifiziertes Beispiel der Reingaszuführeinrichtung gemäß Fig. 3 erläutert, und
Fig. 11 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Sokkelkontaktes, wobei diese Zeichnung derart erstellt ist, daß sie ein zweites modifiziertes Beispiel der Reingaszuführungseinrichtung gemäß Fig. 3 erläutert.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die automatische Einsteckeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird gebildet durch einen Aufbau mit einer Zuführseitenanschlußeinheit, an deren einem Endbereich ein elektrischer Anschlußsockelkontakt vorgesehen ist, der hierin eingebaut ist und auch als Luftauslaß dient, während an dem anderen Endbereich eine Auslaßöffnung vorgesehen ist zur Herausführung eines elektrischen Drahtes, der mit dem Sockelkontakt und der Einlaßöffnung verbunden ist zur Zuführung eines nichtexplosiven Reingases hierein. Eine Aufnahmeseitenanschlußeinheit ist an einem Ende mit einer Ausnehmung versehen zur Aufnahme der Zuführseitenanschlußeinheit, während auf dem rückwärtigen Bereich der Aufnahmeausnehmung eine Auslaßöffnung zur Freisetzung eines Gases in der Aufnahmeausnehmung vorgesehen ist, sowie einem Raum, der hiermit in Verbindung steht, während ein Stiftkontakt das Gegenstück des Sockelkontaktes bildet. Eine Zuführseitenanschlußeinheit-Antriebseinrichtung ist vorgesehen zum Einstecken der Zuführseitenanschlußeinheit in die Aufnahmeseitenanschlußeinheit, um den Sockelkontakt und den Stiftkontakt miteinander zu verbinden oder voneinander zu lösen. Eine Eingriffsführung umfaßt Führungsstifte, die entweder an der Führungsseitenverbindungseinheit oder Aufnahmeseitenverbindungseinnheit angeordnet sind, und Stiftaufnahmebohrungen, die in dem jeweils anderen Teil ausgebildet sind und die das Einstecken der Führungsseitenverbindungseinheit in die Aufnahmeausnehmung der Aufnahmeseitenanschlußeinheit erleichtern. Eine Reingaszuführeinrichtung zur Bildung einer Reingasatmosphäre in dem Raum, der den Sockelkontakt und den Stiftkontakt umgibt, wenn die Kontakte miteinander verbunden und voneinander gelöst werden, durch die Verbindung der Zuführseitenverbindungseinheit mit der Aufnahmeseitenverbindungseinheit. Eine Verbindungserfassungseinrichtung ist vorgesehen, um die Verbindung der Zuführseitenverbindungseinheit mit der Aufnahmeseitenverbindungseinheit zu bestätigen. Eine Reingaszufuhrerfassungseinrichtung ist ausgelegt, um die Anwesenheit oder die Abwesenheit von Reingas zu erfassen, welches dem Inneren der Zuführseitenanschlußeinheit zugeführt wird, während eine Stromzuführsteuereinrichtung operativ mit der Verbindungserfassungseinrichtung verbunden ist und eine Reingaszufuhrerfassungseinrichtung vorgesehen ist zur Steuerung der Zufuhr des elektrischen Stromes von der Stromquelle. Alternativ kann die automatische Einsteckeinrichtung mit dem zuvor beschriebenen Aufbau darüber hinaus eine Einrichtung zum Schließen der Auslaßöffnung zur Zeit der Vervollständigung der Verbindung des Sockelkontaktes mit dem Stiftkonakt aufweisen, um somit die Aufnahmeausnehmung in einen abgeschlossenen Raum zu verwandeln.
Wenn im Einsatz ein Sockelkontakt und ein Stiftkontakt miteinander verbunden werden durch die Kombination der Zuführseitenanschlußeinheit mit der Aufnahmeseitenanschlußeinheit, kann der Raum um den Sockelkontakt stets als Reingasatmosphäre aufrechterhalten werden durch das Zuführen eines Reingases in das Innere eines Innenzylinders und die Wirkung einer Entlüftung des Sockelkontaktes als Gasauslaßöffnung.
Die automatische Einsteckeinrichtung gemäß der Erfindung ist außerdem mit einer vorerwähnten Eingriffsführung versehen. Wenn dementsprechend die Zuführseitenanschlußeinheit und die Aufnahmeseitenanschlußeinheit miteinander verbunden werden, werden die Führungsstifte in Stiftaufnahmebohrungen eingeführt und die Achsen der vorspringenden und der zurückversetzten Muffenverbindungen werden aufeinander ausgerichtet, so daß das Eingreifen und das Lösen der Muffenverbindung glatt und zuverlässig ausgeführt werden kann.
Die automatische Einsteckeinrichtung gemäß der Erfindung ist außerdem mit einer Verbindungserfassungseinrichtung zur Sicherstellung der Verbindung der Zuführseitenanschlußeinheit mit der Aufnahmeseitenanschlußeinheit, einer Reingaszufuhrerfassungseinrichtung zur Ermittlung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Reingases, welches dem Inneren des Innenzylinders zugeführt wird, sowie einer Stromzuführsteuereinheit, die operativ an die Verbindungserfassungseinheit und die Reingaszuführerfassungseinheit angeschlossen ist und in der Lage ist, die Zufuhr von elektrischem Strom von der Stromquelle zu steuern, versehen. Wenn dementsprechend die Verbindung der vorspringenden Muffenverbindung mit der zurückversetzten Muffenverbindung vervollständigt ist, wird der Antrieb der Zuführseitenanschlußeinheit durch die Verbindungs/Trennungseinrichtung temporär eingehalten, und der Eingriff der Zuführseitenanschlußeinheit mit der Aufnahmeseitenanschlußeinheit wird durch die Verbindungserfassungseinrichtung bestätigt, worauf dann Reingas dem Raum in der Aufnahmseitenanschlußeinheit zugeführt wird, um diesen Raum in eine Reingasatmosphäre zu verwandeln. Die Zuführseitenanschlußeinheit wird dann wiederum angetrieben, wenn die Fortsetzung der Zufuhr des Reingases zu dem vorerwähnten Raum bestätigt wird durch die Reingaserfassungseinrichtung, den Stiftkontakt in den sockelkontakt in einem kraftfreien Zustand einzustecken und mit diesem zu kombinieren. Nachdem dieser Eingriffsvorgang beendet ist, wird die Zufuhr elektrischen Stromes durch die Stromzuführsteuereinrichtung eingeleitet, um die Verbindung der Anschlußeinheiten zu vervollständigen. Auch während die Kontakte miteinander verbunden werden, kann der Raum um die Kontakte herum stets als Reingasatmosphäre aufrechterhalten werden durch die Aufrechterhaltung des Druckes in der Verbindungseinrichtung in einem höheren Zustand als außerhalb. Während die Kontate miteinander verbunden werden, wird die Zufuhr des Reingases überwacht durch die Reingaszuführerfassungseinrichtung.
Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung, die zusätzlich mit einer Einrichtung zum Schließen der Aufnahmeausnehmung versehen ist durch Schließen der Auslaßöffnung zur Zeit der Vervollständigung der Verbindung des Sockelkontaktes mit dem Stiftkontakt, wird der Raum um die Kontakte herum in einen abgeschlossenen Raum verwandelt zur erwähnten Zeit, auch während die Kontakte miteinander verbunden werden, wodurch der Raum um die Kontakte herum stets als Reingasatmosphäre aufrechterhalten werden kann durch eine Aufrechterhaltung des Druckes innerhalb der Anschlußeinrichtung auf einem höheren Niveau als außerhalb, wobei eine geringe Menge Reingases dem Raum zugeführt wird.
Es soll nun eine Ausführungsform der Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 erläutert werden, die eine Ausführungsform der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß der Erfindung wiedergeben, wobei die Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt dieser Einrichtung darstellt, während die Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, welches eine schematische Darstellung wiedergibt. Entsprechend der Darstellung in dem Blockdiagramm gemäß Fig. 2 umfaßt diese Ausführungsform der automatischen Einsteckeinrichtung eine Zuführseitenanschlußeinheit A, eine Aufnahmeseitenanschlußeinheit B, eine Zuführseitenanschlußeinheit-Antriebseinrichtung C, eine Stromzuführsteuereinrichtung D, eine Anschlußerfassungseinheit E, eine Reingaszuführerfassunseinheit F, eine (nicht dargestellte) Netzstromzuführeinrichtung sowie eine (nicht dargestellte) Reingaszuführeinrichtung.
Wie die Fig. 1 zeigt, umfaßt die Zuführseitenanschlußeinheit A einen Innenzylinder 1, der in einem Endbereich vorgesehen ist mit einem hieran befestigten, einen Luftauslaß tragenden Sockelkontakt 2, während am anderen Endbereich eine Auslaßöffnung 5 vorgesehen ist zur Herausführung eines Anschlußkabels 11 sowie einer Einlaßöffnung 6 zur Zuführung von Reingas hierein, während ein äußerer Zylinder 3 vorgesehen ist, dessen Länge geringer ist als diejenige des inneren Zylinders 1 und der den inneren Zylinder 1 umgreift, so daß der innere Zylinder 1 gleitend hierin bewegt werden kann und am unteren Endbereich einen Flansch 3a trägt mit Führungsstiften 7, wobei eine vorspringende Muffenverbindung 3b am freien Ende gebildet wird, und ein Federelement 4 an der äußeren Umfangsfläche des Innenzylinders 1 vorgesehen ist, welches in der Lage ist, auf den Flansch 3a eine Kraft zu übertragen, die vom unteren Ende des äußeren Zylinders 3 in Richtung auf den freien Endbereich gerichtet ist, um somit die äußere Endoberfläche des Sockelkontaktes 2 und eine entsprechende Endfläche des vorspringenden Muffenverbindung 3b des äußeren Zylinders 3 aneinanderzuhalten.
Entsprechend der Darstellung in Fig. 3 ist der Sockelkontakt 2 mit einer Luftdurchgangsöffnung d versehen als Reingaszuführeinrichtung. Wenn ein Reingas dem Inneren des Innenzylinders 1 durch eine Einlaßöffnung 6 zugeführt wird, wird Gas durch die Luftablaßöffnung d freigesetzt, wodurch der Raum um den Sockelkontakt 2 herum stets als Reingasatmosphäre aufrechterhalten wird. Ein Ende eines jeden Netzanschlußkabels 11 ist an einen Endbereich des Sockelkontaktes 2 angeschlossen, und die anderen Enden der Anschlußkabel werden durch die Auslaßöffnung 5 zur Außenseite der Zuführanschlußeinheit A herausgeführt und an die Stromzuführsteuereinrichtung D angeschlossen. Eine Zuführseitenanschlußeinheit-Antriebseinrichtung C (die typischerweise aus einem Luftzylinder besteht) zur Bewegung der Zuführseitenanschlußeinheit A als Ganzes linear in Richtung auf die Aufnahmeseitenanschlußeinheit B, die später näher erläutert werden soll, ist vorgesehen, um die Zuführseitenanschlußeinheit A und die Aufnahmeseitenanschlußeinheit B miteinander zu kombinieren und an den inneren Zylinder 1 anzuschließen. Das Reingas besteht aus einem nichtexplosiven Gas, beispielsweise Stickstoffgas, bei welchem es sich um ein inertes Gas handelt, und Instrumentenluft, die kein explosives Gas enthält.
Die Aufnahmeseitenanschlußeinheit B besteht aus einer zurückgesetzten Muffenverbindung 8, die einen Hohlraum definiert, in welchen die vorspringende Muffenverbindung 3b des äußeren Zylinders 3 einsteckbar ist, einem Flansch 8b, der an der umlaufenden Kante des Eingriffsmundstückes der zurückversetzten Muffenverbindung 8 ausgebildet ist und dem Flansch 3a des äußeren Zylinders gegenüberliegt, einer Aufnahmeausnehmung 9, die materialeineitlich an der Rückseite in Muffenverbindungseingriffsrichtung der zurückversetzten Muffenverbindung 8 ausgebildet ist, und aus einer runden Ausnehmung zur Aufnahme des Innenzylinders 1 besteht, der aus dem äußeren Zylinder 3 herausgedrückt ist, sowie einem Kontaktstift 12, der in der Aufnahmeausnehmung 9 vorgesehen ist und das Gegenstück zu dem Sockelkontakt 2 in dem inneren Zylinder 1 bildet. Ein O-Ring 13, der aus einem flexiblen Material, wie etwa Gummi, besteht, ist an der Endfläche der zurückversetzten Muffenverbindung 8, die die Endoberfläche a des äußeren Zylinders 3 kontaktiert, vorgesehen, wenn die zurückversetzte und die vorspringende Muffenverbindung 8 bzw. 3b miteinander in Eingriff stehen, wodurch das Innere der Aufnahmeausnehmung 9 abgeschlossen wird von der äußeren Atmosphäre. Die Wandung der Aufnahmeausnehmung 9 ist mit einer Auslaßöffnung 14 versehen zum freisetzen des Gases innerhalb der zurückversetzten Muffenverbindung 8, die mit der gleichen Ausnehmung 9 in Verbindung steht. Ein Stiftkontakt 12 bildet das Gegenstück zum Sockelkontakt 2 und wird fest hinter der Freigabeöffnung 14 abgestützt. Ein Rohr, welches mit der Auslaßöffnung 14 in Verbindung steht, ist hieran erforderlichenfalls angeschlossen und dient als Reingasableitungsleitung. Der Flansch 8b ist mit Stiftaufnahmebohrungen 15 versehen, die das Gegenstück der Führungsstifte 7 der Zuführseitenanschlußeinheit A bilden, in einer solchen Weise, daß dann, wenn die Zuführseitenanschlußeinheit A und die Aufnahmeseitenanschlußeinheit B miteinander verbunden werden, die Führungsstifte 7 in die Stiftaufnahmebohrungen 15 eingesteckt werden können, um zu ermöglichen, daß die Achsen der vorspringenden und der zurückversetzten Muffenverbindungen 3b, 8 aufeinander ausgerichtet sind, so daß das Einstecken und Herausziehen der Muffenverbindungen glatt und verläßlich ausgeführt werden kann.
Die Stromzufuhrsteuereinrichtung D ist eine Vorrichtung, die zwischen der Stromzuführeinrichtung und der Zuführseitenanschlußeinheit A angeordnet ist und in der Lage ist, die Zufuhr eines eleketrischen Stromes von der Stromzufuhreinrichtung zur Zuführseitenanschlußeinheit A zu steuern auf der Basis der Information von der Anschlußerfassungseinrichtung E und der Reingaszuführerfassungseinrichtung F, die beide später beschrieben werden sollen. Die Anschlußerfassungseinrichtung E ist eine Vorrichtung, die in der Lage ist zu erfassen, daß der innere Zylinder 1 sich in einer vorbestimmten Position befindet mit Hilfe eines Grenzschalters, der an der Endfläche des inneren Zylinders 1 vorgesehen ist und sicherstellt, daß die Verbindung der Zuführseitenanschlußeinheit und der Aufnahmeseitenanschlußeinheit vollzogen ist. Wenn ein Bestätigungssignal dieser Verbindung auf die Stromzufuhrsteuereinheit D übertragen ist, beginnt die Stromzufuhrsteuereinheit D die Zuführung eines elektrischen Stromes zur Zuführseitenanschlußeinheit A. Die Reingaszuführerfassungseinheit F besitzt ein Verriegelungssystem, welches in der Lage ist, die Anwesenheit oder Abwesenheit von zugeführtem Reingas zu überwachen durch die Erfassung des Innendruckes des inneren Zylinders 1 und fühlt, wenn die Zufuhr des Reingases unterbrochen werden sollte, eine Abnahme des Innendruckes des inneren Zylinders 1, wobei ein Signal, welches diese Tatsache repräsentiert, der Stromzufuhrsteuereinrichtung D zugesandt wird, die dann die Zufuhr von elektrischem Strom zur Zuführseitenanschlußeinheit A unterbricht.
Um die Stromquellenleitungskontakte zu verbinden und zu lösen durch den Einsatz der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß dieser Ausführungsform, wird die Zuführseitenanschlußeinheit A, die in Fig. 1 gezeigt ist, in die Nähe der Aufnahmeseitenanschlußeinheit E gebracht mittels der Zuführseitenanschlußeinheit-Antriebseinrichtung C. Während die Zuführseitenanschlußeinheit in Richtung auf die Aufnahmeseitenanschlußeinheit geführt wird, werden die Achsen der vorspringenden Muffenverbindung 3b des äußeren Zylinders 3 und die zurückversetzte Muffenverbindung A der Aufnahmeseitenanschlußeinheit B aufeinander ausgerichtet durch die Führungsstifte 7 und die Stiftaufnahmeausnehmungen 15, worauf dann der äußere Zylinder 3 in die zurückversetzte Muffenverbindung 8 eingesteckt und mit dieser kombiniert wird. Während dieser Zeit kontaktiert die Endfläche a des äußeren Zylinders 3 den O-Ring 13 unter Druck, um hierdurch das Innere der Aufnahmeausnehmung 9 von der Atmosphäre abzuschließen. Dieser Zustand ist in Fig. 4 wiedergegeben. Die Bewegung der Zuführseitenanschlußeinheit A wird dann temporär in diesem Zustand eingehalten und Reingas, dessen Volumen mindestens 5mal so groß ist wie dasjenige der Aufnahmeausnehmung 9, wird dem Inneren der Aufnahmeausnehmung 9 über die Belüftungsöffnung d des Sockelkontaktes 2 zugeführt, um explosives Gas, welches sich in der Aufnahmeausnehmung 9 befindet, durch die Entlüftungsöffnung 14 auszuführen und das Innere der Aufnahmeausnehmung 9 in eine reingasatmosphäre umzusetzen. Das besagte verbleibende explosive Gas wird über die Leitung, die an die Freigabeöffnung 14 angeschlossen ist, in einen ungefährlichen Bereich ausgeführt. Wenn dieser Gassubstituierungsvorgang abgeschlossen ist, wird der Antrieb der Zuführseitenanschlußeinheit A erneut gestartet. Da der äußere Zylinder 3 gegen die Aufnahmeseitenanschlußeinheit B während dieser Zeit gedrückt wird, wird der innere Zylinder 1 in die Aufnahmeausnehmung 9 geschoben, so daß der Stiftkontakt 12 in den Sockelkontakt 2 eingeschoben und mit diesem kombiniert wird. Dieser Zustand ist in Fig. 5 wiedergegeben.
Während dieser Zeit ermittelt die Anschlußerfassungseinrichtung E, daß sich der innere Zylinder 1 in einer vorbestimmten Position befindet durch einen Grenzschalter, der an der Endfläche des inneren Zylinders 1 angeordnet ist und stellt den Anschluß der Zuführseitenanschlußeinheit an die Aufnahmeseitenanschlußeinheit sicher. Wenn die Bedingung, die es gestattet, einen elektrischen Strom einzuschalten, erfüllt ist durch beide Signale von der Anschlußerfassungseinrichtung E und der Reingaszufuhrerfassungseinrichtung F, wird die Zufuhr elektrischen Stromes eingeleitet durch die Stromzuführsteuereinrichtung D. Da das Reingas fortlaufend konstant dem Inneren der Aufnahmeausnehmung 9 zugeführt wird, auch nachdem die Stromquelle damit begonnen hat Strom zuzuführen, wird der Raum um den Sockelkontakt 2 und den Stiftkontakt 12 stets in einer Reingasatmosphäre gehalten. Die Reingaszufuhrerfassungseinrichtung F ist mit einem Verriegelungssystem versehen, welches in der Lage ist, die Zufuhr von Reingas zu überwachen durch die Erfassung des Innendruckes des Zylinders 1, wobei die Zufuhr elektrischen Stromes unterbrochen wird, wenn die Zufuhr des Reingases aufhören sollte.
Bei der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß dieser Ausführungsform kann der Raum um den Sockelkontakt 2 und den Stiftkontakt 12 stets in einer Reingasatomosphäre gehalten werden. Während des Vorganges der Herstellung des Anschlusses und darüber hinaus werden der Sockelkontakt 2 und der Stiftkontakt 12 miteinander verbunden durch einen Einstecklkombinationsvorgang in abgeschaltetem Zustand, wie dies zuvor beschrieben wurde. Dies macht es möglich, daß der elektrische Anschlußvorgang sehr sicher ausgeführt werden kann. Da der Raum um den Sockelkontakt 2 und den Stiftkontakt 12 herum stets in einer Reingasatmosphäre unter Drück gehalten wird, während ein elektrischer Strom zugeführt wird, werden die Anforderungen an den explosionsgeschützten Aufbau vom Drucktyp vollständig erfüllt.
Die Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform der automatischen Einsteckvorrichtung gemäß der Erfindung. Die Bauteile dieser Ausführungsform, die identisch sind mit denjenigen der zuvor beschriebenen automatischen Einsteckeinrichtung gemäß Beispiel 1, sind mit den gleichen Bezugsziffern versehen und die jeweilige Beschreibung wird weggelassen. Entsprechend der Darstellung in Fig. 6 ist die automatische Einsteckeinrichtung mit eine O-Ring 16 versehen, der aus einem flexiblen Material wie Gummi besteht und sich auf einer Stiftmontageoberfläche befindet, die einer Endfläche 1a des inneren Zylinders 1 gegenüberliegt, so daß eine Aufnahmeausnehmung 9 von der Freigabeöffnung 14 abgeschlossen werden kann, während ein Sockelkontakt 2 und ein Stiftkontakt 12 miteinander kombiniert werden, um es möglich zu machen, daß die Aufnahmeausnehmung 9 einen geschlossenen Raum darstellt. Die verbleibenden Teile des Aufbaues sind vollständig die gleichen wie die entsprechenden Teile der automatischen Einsteckeinrichtung im Beispiel 1. Die automatische Einsteckeinrichtung der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform, die den zuvor beschriebenen Aufbau besitzt, erzeugt den gleichen Effekt wie die zuvor beschriebene Einrichtung gemäß Beispiel 1. Darüber hinaus wird die Ausführungsform gemäß Fig. 1 zu einem explosionsgeschützten Aufbau vom Drucktyp, in welchem die Menge an Reingas, die zugeführt wird, minimiert werden kann.
Die Fig. 7 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß der Erfindung. Die Bauteile dieser Ausführungsform, die mit denjenigen der vorangehend beschriebenen automatischen Einsteckeinrichtung gemäß Beispiel 1 identisch sind, werden durch die gleichen Bezugsziffern identifiziert und deren Beschreibung wird weggelassen. Entsprechend der Darstellung in Fig. 7 besitzt die automatische Einsteckeinrichtung einen äußeren Zylinder 3 mit kegelstumpfförmiger Kontur sowie eine kegelstumpfförmige zurückversetzte Muffenverbindung 8 der Aufnahmeseitenanschlußeinheit B, die den kegelstumpfförmigen äußeren Zylinder 3 zu umgreifen vermag. Somit ist der äußere Zylinder 3 zusätzlich mit der Funktion der Führungsstifte 7 in Beispiel 1 versehen, und auch die zurückversetzte Muffenverbindung 8 der Aufnahmeseitenanschlußeinheit B übernimmt die Funktion der Stiftaufnahmebohrungen 15 in Beispiel 1. Der Aufbau der übrigen Teile dieser Ausführungsform ist vollständig der gleiche wie derjenige der entsprechenden Teile der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß Beispiel 1. Dementsprechend wird durch die automatische Einsteckeinrichtung der Ausführungsform gemäß Fig. 7 der identische Effekt erzielt, wie mit dem zuvor beschriebenen Beispiel 1, aufgrund des zuvor erläuterten Aufbaues. Zusätzlich können der Flansch 3a zur Bildung der Führungsstifte 7 hieran und der Flansch 8a zur Ausbildung der Stiftaufnahmebohrungen 15 wegfallen, wobei hierdurch es ermöglicht wird, daß die automatische Einsteckeinrichtung miniaturisiert wird.
Die Figuren 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführungsform der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Bauteile dieser Ausführungsform, die identisch mit denen der zuvor beschriebenen automatischen Einsteckeinrichtung gemäß Beispiel 1 sind, werden durch die gleichen Bezugsziffern identifiziert und deren Beschreibung wird weggelassen. Entsprechend der Darstellung in den Figuren 8 und 9 ist die automatische Einsteckeinrichtung mit einer Freigabeöffnung 14 in der rückwärtigen Wandung der Aufnahmeseitenanschlußeinheit versehen, so daß die Freigabeöffnung sich von der Aufnahmeausnehmung 9 bis zur gleichen rückwärtigen Wandung durch einen Träger 19 für einen Stiftkontakt erstreckt. Diese Einrichtung ist außerdem mit einem Ventilkörper 18 versehen, der auf dem Träger 19 für den Stiftkontakt über eine Feder 17 abgestützt ist und in der Lage ist, die Freigabeöffnung 14 zu schließen, wenn der innere Zylinder 1 in die Aufnahmeausnehmung 9 gedrückt wird. Der Aufbau der verbleibenden Teile dieser Ausführungsform ist vollständig der gleiche wie derjenige der entsprechenden Teile der automatischen Einsteckeinrichtung gemäß Beispiel 1. Aufgrund des zuvor beschriebenen Aufbaues erzeugt die automatische Einsteckeinrichtung der Ausführungsform nach den Figuren 8 und 9 den identischen Effekt wie das zuvor beschriebene Beispiel 1, und ist darüber hinaus in der Lage, den Bereich der Reingasatmosphäre in einen Raum auszudehnen,in welchem ein Kontakt 12 und ein elektrischer Anschlußdraht miteinander verbunden werden. Dieser Aufbau erfüllt die Anforderungen für einen explosionsgeschützten Aufbau vom abgedichteten Drucktyp und kann darüber hinaus eingesetzt werden als explosionsgeschützter Aufbau vom belüfteten Drucktyp, indem man die Feder 17 und den Ventilkörper 18 wegläßt.
Die oben beschriebene Ausführungsform nach den Figuren 8 und 9 verwendet einen Sockelkontakt 2, der mit einem Lüftungsloch d versehen ist, welches sich durch dessen Inneres erstreckt, wobei jedoch der Sockelkontakt nicht auf einen so ausgebildeten Sockelkontakt begrenzt ist. Wenn beispielsweise der Sockelkontakt 2 so dünn ist, daß man ein Lüftungsloch d nicht einfach vorsehen kann, kann auch ein Sockelkontakt 2 eingesetzt werden mit Lüftungslöchern d' rundherum, entsprechend der Darstellung in Fig. 10. Auch kann, entsprechend der Darstellung in Fig. 11, ein Lüftungsloch d'' zusätzlich zu den Lüftungslöchern vorgesehen sein, wie sie in Fig. 10 wiedergegeben sind, und zwar in der Seitenwandung des inneren Zylinders. Darüber hinaus läßt sich dieser Aufbau wirkungsvoll einsetzen, wenn es erforderlich ist, die Zeit zu reduzieren, die es erfordert, das Innere der Aufnahmeausnehmung 9 in eine Reingasatmosphäre umzusetzen, wobei auch eine Kombination dieses Aufbaues mit dem Sockelkontakt gemäß Fig. 3, der in den Beispielen 1 und 2 eingesetzt wird, den gleichen Effekt erzeugt.
Die zuvor beschriebenen vier Ausführungsformen verwenden einen Grenzschalter als Detektor für die Anschlußerfassungseinrichtung, wobei jedoch ein derartiger Detektor nicht auf einen Grenzschalter beschränkt ist, sondern es können beispielsweise ein Näherungsschalter/fotoelektrische r Schalter ebenfalls Verwendung finden.
Zur Sicherstellung des Anschlusses des Sockelkontaktes 2 mit dem Stiftkontakt 12 kann ebenfalls durch eine Erfassung der Änderung des Druckes ermittelt werden, die eintritt, wenn die Freigabeöffnung 14 geschlossen wird durch die Reingaszufuhrerfassungseinrichtung F.
Die zuvor beschriebenen vier Ausführungsformen verwenden eine Einrichtung zur Erfassung des Innendruckes des inneren Zylinders als Reingaszufuhrerfassungseinrichtung, jedoch ist eine solche Einrichtung zur Erfassung nicht hierauf beschränkt, sondern es kann auch eine Einrichtung zur Erfassung der Strömungsmenge des Reingases Verwendung finden.
Gemäß der zuvor beschriebenen Erfindung wird Reingas dem inneren Zylinder zugeführt, wobei das Luftloch des Sockelkontaktes als Freigabeöffnung während des Anschlußvorganges des Sockelkonaktes mit dem Stiftkontakt eingesetzt wird im Laufe der Kombination der Zuführseitenanschlußeinheit mit der Aufnahmeseitenanschlußeinheit, so daß der Raum um den Sockelkontakt stets als Reingasatmosphäre aufrechterhalten werden kann. Darüber hinaus ist, da dieser Anschlußvorgang in abgeschaltetem Zustand ausgeführt wird, die Sicherheit des Vorganges sehr hoch.
Die automatische Einsteckeinrichtung gemäß der Erfindung ist mit einer Eingriffsführung versehen, die aus einem Flansch besteht, der am Basisende des äußeren Zylinders ausgebildet ist, einem Flansch, der am Passungsöffnungsbereich der zurückversetzten Muffenverbindung der Aufnahmeseitenanschlußeinheit und dem Flansch des äußeren Zylinders gegenüberliegend ausgebildet ist, Führungsstiften, die an jedem dieser Flansche ausgebildet sind und Stiftaufnahmebohrungen, die an dem Flansch ausgebildet sind, an welchem sich die Führungsstifte nicht befinden. Wenn dementsprechend der Vorgang der Kombination der Zuführseitenanschlußeinheit mit der Aufnahmeseitenanschlußeinheit ausgeführt wird, werden die Führungsstifte in die Stiftaufnahmebohrungen eingesteckt, und die Achsen der vorspringenden und zurückversetzten Muffenverbindungen werden aufeinander ausgerichtet, so daß die Eingriffs- und Lösevorgänge der Muffenverbindung gleichmäßig und zuverlässig ausgeführt werden können.
Die automatische Einsteckeinrichtung gemäß der Erfindung ist auch mit einer Anschlußerfassungseinrichtung zur Sicherstellung der Kombination der Zuführseitenanschlußeinheit mit der Aufnahmeseitenanschlußeinheit, einer Reingaszufuhrerfassungseinheit zur Ermittlung der Anwesenheit oder Abwesenheit von Reingas, welches dem Inneren des inneren Zylinders zugeführt wird, sowie einer Stromzuführsteuereinheit zur Steuerung der Zufuhr des elektrischen Stromes von einer Netzquelle nach der Bestätigung der Betriebsvorgänge der Anschlußerfassungseinrichtung und der Reingaszufuhrerfassungseinrichtung versehen. Dementsprechend kann auch, wenn die Kontakte miteinander verbunden sind (elektrischer Strom wird zugeführt), der Druck in der Anschlußeinrichtung höher als derjenige auf der Außenseite gehalten werden und der Eintritt eines explosiven Gases in das Innere der Anschlußeinrichtung wird perfekt verhindert, so daß der Raum um die Kontakte herum stets als Reingasatmosphäre aufrechterhalten werden kann. Wenn dementsprechend auf der Außenseite der Einrichtung eine explosive Gasatmosphäre vorliegt, kann elektrischer Strom sehr sicher zugeführt werden. Da es möglich ist, ständig durch die Reingaszufuhrerfassungseinrichtung sicherzustellen, daß Reingas kontinuierlich dem Raum um die Kontakte herum zugeführt wird, wird die Zufuhr von elektrischem Strom unmittelbar durch die Stromzufuhrsteuereinrichtung unterbrochen, wenn die Zufuhr von Reingas aussetzt. Dementsprechend läßt sich diese Einrichtung sehr sicher betreiben.
Wenn darüber hinaus diese Einrichtung als abgedichteten Typ modifiziert wird, läßt sich die Menge an verbrauchtem Reingas während des Verbindungszustandes der Kontakte (Zufuhr eines elektrischen Stromes) minimieren und dementsprechend läßt sich diese Einrichtung sehr ökonomisch einsetzen.

Claims

1. Automatische Einsteckeinrichtung gekennzeichnet durch:

eine Zuführseitenanschlußeinheit (A), die an einem Endbereich mit einem elektrischen Anschlußsockelkonakt (2) versehen ist, der hierin eingebettet ist und auch als Lüftungsloch dient, während an ihrem anderen Endbereich eine Auslaßöffnung (5) vorgesehen ist zur Herausführung eines elektrischen Drahtes, der an den Sockelkontakt (2) angeschlossen ist, sowie eine Einlaßöffnung (6) zur Einführung eines nichtexplosiven Reingases hierein,

eine Aufnahmeseitenanschlußeinheit (B), die an einem Endbereich mit einer Ausnehmung (9) versehen ist zur Aufnahme der Zuführseitenanschlußeinheit (A), wobei am rückseitigen Bereich der Aufnahmeausnehmung (9) eine Auslaßöffnung (14) zur Freigabe eines Gases, welches sich in der Aufnahmeausnehmung (9) und dem Raum, der hiermit in Verbindung steht, befindet, vorgesehen ist und ein Stiftkontakt (12) das Gegenstück zu dem Sockelkontakt (2) bildet,

eine Zuführseitenanschlußeinheit-Antriebsvorrichtung (C) zur Einführung der Zuführseitenanschlußeinheit (A) in die Aufnahmeausnehmung (9) der Aufnahmeseitenanschlußeinheit (B) zum Verbinden oder Lösen des Sockelkontaktes (2) und des Stiftkontaktes (12) miteinander bzw. voneinander,

eine Eingriffsführung bestehend aus Führungsstiften (7), die an der Zuführseitenanschlußeinheit (A) oder der Aufnahmeseitenanschlußeinheit (B) angeordnet sind, und Stiftaufnahmebohrungen (15), die an dem jeweils anderen Element vorgesehen sind, zur Erleichterung des Einsteckvorganges der Zuführseitenanschlußeinheit (A) in die Aufnahmeausnehmung (9) der Aufnahmeseitenanschlußeinheit (B),

eine Reingaszuführeinrichtung zur Herstellung einer Reingasatmosphäre in einem Raum im Umgebungsbereich des Sockelkontaktes (2) und des Stiftkontaktes (12), wenn die Kontakte miteinander verbunden oder voneinander gelöst werden, bei dem Anschluß der Zuführseitenanschlußeinheit (A) an die Aufnahmeseitenanschlußeinheit (B),

eine Anschlußerfassungseinrichtung (E) zur Sicherstellung der Verbindung der Zuführseitenanschlußeinheit (A) mit der Aufnahmeseitenanschlußeinheit (B),

eine Reingaszufuhrerfassungseinheit (F) zur Ermittlung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Reingases, welches dem Inneren der Zuführseitenanschlußenheit (A) zugeführt wird, sowie

eine Stromzuführsteuereinrichtung (D), die betrieblich verbunden ist mit der Anschlußerfassungseinrichtung (E) und der Reingaszufuhrerfassungseinrichtung (F), zur Steuerung der Zufuhr eines elektrischen Stromes von einer Netzanschlußquelle.

2. Automatische Einsteckeinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zuführseitenanschlußeinheit (A) aus einem inneren Zylinder (1) besteht, der an ihrem einen Endbereich vorgesehen ist mit einem elektrischen Anschlußsockelkontakt (2), der hierin eingebettet ist und auch als Lüftungsloch dient, während an ihrem anderen Endbereich eine Auslaßöffnung (5) vorgesehen ist zur Herausführung eines elektrischen Anschlußdrahtes, der mit dem Sockelkontakt (2) in Verbindung steht, sowie eine Einlaßöffnung (6) zur Einführung eines nichtexplosiven Reingases hierein, wobei ein äußerer Zylinder (3), dessen Länge geringer ist als diejenige des inneren Zylinders (1), den inneren Zylinder derart umgreift, daß der innere Zylinder in dessen Längsrichtung hierin verschiebbar ist mit einem Flansch (3a) am unteren Endbereich, der eine vorspringende Muffenverbindung (8) am freien Endbereich bildet, während ein Federelement (4) auf der äußeren Umfangsfläche des inneren Zylinders (1) vorgesehen ist und einen Druck auf den Flansch (3a) von dem unteren Ende des äußeren Zylinders (3) auf den freien Endbereich auszuüben vermag, um die äußere Endfläche (a) des Sockelkontaktes (2) und eine entsprechende Endfläche der vorspringenden Muffenverbindung (8) des äußeren Zylinders (3) gegeneinander zu halten und

wobei die Aufnahmeseitenanschlußeinheit (B) mit einer zurückversetzten Muffenverbindung (8) versehen ist, die mit der vorspringenden Muffenverbindung (3b) des äußeren Zylinders (3) zum Eingriff führbar ist, und eine Aufnahmeausnehmung (9) kontinuierlich von der Rückseite der zurückversetzten Muffenverbindung (8) in Eingriffsrichtung ausgebildet ist zur Aufnahme des inneren Zylinders (1), der aus dem äußeren Zylinder (3) herausgedrückt wird, während eine Freigabeöffnung (14) in der Wand der Aufnahmeausnehmung (9) ausgebildet ist zur Freisetzung von Gas aus der Aufnahmeausnehmung und dem Raum, der hiermit in Verbindung steht, und ein Stiftkontakt (12) in der Aufnahmeausnehmung ausgebildet ist und ein Gegenstück zu dem Sockelkontakt (2) in dem inneren Zylinder (1) bildet.

3. Automatische Einsteckeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung darüber hinaus eine Einrichtung umfaßt zum Verschließen der Freigabeöffnung (14) zur Zeit der Vervollständigung der Verbindung des Sockelkontaktes (2) mit dem Stiftkontakt (12) zur Umformung der Aufnahmeausnehmung (9) in einen abgeschlossenen Raum.

4. Automatische Einsteckeinrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Eingriffsführung aus einem äußeren Zylinder (3) mit einer kegelstumpfförmig vorspringenden Muffenverbindung (3b) besteht, die auch als Führungsstift dient, wobei die Aufnahmseitenanschlußeinheit (B) eine kegelstumpfförmig zurückversetzte Muffenverbindung (8) besitzt, die mit der vorspringenden Muffenverbindung (3b) des äußeren Zylinders (3) zum Eingriff führbar ist und gleichzeitig als Stiftaufnahme dient.

5. Automatische Einsteckeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aufnahmeseitenanschlußeinheit (B) an ihrem einen Endbereich mit einer Aufnahmeausnehmung (9) versehen ist zur Aufnahme der Zuführseitenanschlußeinheit (A) und ein Stiftkontakt (12) sich auf der Rückseite der Aufnahmeausnehmung (9) befindet und ein Gegenstück zu dem Sockelkontakt (2) in der Zuführseitenanschlußeinheit (A) bildet, während ein Lüftungsloch (d) an dem Stiftkontakthaltebereich der Aufnahmeseitenanschlußeinheit (B) vorgesehen ist und am anderen Endbereich eine Auslaßöffnung (5) zur Abführung eines elektrischen Kabels (11) ausgebildet ist, welches an den Stiftkontakt (12) angeschlossen ist, während eine Freigabeöffnung (14) zur Abführung des nichtexplosiven Reingases, welches von der Zuführseitenanschlußeinheit (A) zugeführt wird, vorgesehen ist.

6. Automatische Einsteckeinrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Vorrichtung darüber hinaus ein Lüftungsloch (d) für das Reingas, welches den Sockelkontakt (2) umgibt, umfaßt.