DK142495B - Anordning ved overføring af elektrisk energi ved hjælp af et kabel fra et stationært anlæg til en bevægelig indretning, fortrinsvis et transportmiddel, hvor nævnte indretning har en tromleenhed for af- og opspoling af kablet. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 142495 DANMARK 'n* c'·3 S 02 b n/Q2 §(21) Ansøgning nr. 1864/75 (22) Indleveret den 29· &ΡΓ. 1975 (24) Løbedag 29· &ρΓ · 1975 (44) Ansøgningen fremlagt og fremlæggelsesskriftet offentliggjort den 10. HOV. 1 980

Dl REKTORATET FOR . u _ „ PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET <3°) Pnontet '»e*"* *" de"

50. apr. 1974, 741557, NO

11. nov. 1974, 744059, NO

14. jan. 1975, 750100, NO

(71) H. ASTRUP & CO. A/s, Chr. Kroghegate 52, Oslo 1, NO.

(72) Opfinder: Rolf Bjoern Rasmussen, Krokliveien 2 b, Oslo 5, NO.

m (74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Internationalt Patent-Bureau.

(54) Anordning ved overføring af elektrisk energi ved hjælp af et kabel fra et stationært anlæg til en bevægelig indretning, fortrinsvis et transportmiddel, hvor nævnte indretning har en tromleenhed for af- og opspoling af kablet.

Opfindelsen angår en anordning ved overføring af elektrisk energi ved hjælp af et kabel fra et stationært anlæg til en bevægelig indretning, fortrinsvis et transportmiddel, hvor nævnte indretning har en tromleenhed for af- og opspoling af kablet, hvor tromleenhedens drejningsakse er lodret, og hvor tromleenheden samarbejder med i det mindste én drejningsmomentmotor til styring af tromleenhedens drejebevægelser.

Ved en sådan anordning, der kendes fra det norske fremlæggelsesskrift nr. 124968, anvendes der som drejningsmomentmotor én elektromotor af en type, der kan tåle at arbejde med blokeret rotor, og af en størrelse der er tilstrækkelig til, at der til enhver tid fås tilstrækkelig drejningsmøment til at bevirke sikker opvikling og stramning af kablet. Det vil herved være muligt for den kendte indretning at bevæge sig frit rundt over et areal, som er bestemt af den 142495 2 mængde kabel, der findes på tromlen. Under visse omstændigheder, f.eks. når kablet skal være i stand til at overføre en væsentlig energimængde og hænger i et frit horisontalt spænd på op til 30 m, kræves der en betydelig effekt i tromlens drivsystem, hvorved den kendte konstruktion med en elektrisk motor til drift af tromlen vil være meget kostbar.

Opfindelsen går ud på at angive en anordning, som indebærer en billigere løsning på tromleenhedens drivmotor, og som alligevel muliggør, at indretningen er i stand til at bevæge sig frit indenfor det område, som kablet tillader. Dette opnås ifølge opfindelsen ved, at tromleenheden består af to tromler med fælles omdrejningsakse, hvor den ene af tromlerne er påviklet kablet og den anden en tråd eller wire, hvis frie ender er fastgjort til en i det stationære anlæg indgående del, samt ved, at drejningsmomentmotoren udgøres af et fjedersystem, der er frit drejeligt i forhold til indretningen, og hvor kabeltromlen og trådeller wiretromlen har modsatte omdrejningsretninger og er koblet til modsatte ender af fjedersystemet.

Anvendelsen af en fjedermotor til drift af tromleenheden giver en billig løsning på tilvejebringelsen af trækkraften for tromleenheden, og specielt har en· sådan motor en hensigtsmæssig karakteristik, idet trækkraften forøges, når den udtrukne kabellængde forøges.

Det skal bemærkes, at der fra det tyske tidsskrift "Fordem und Heben", nr. 15 fra november 1972, 22. årgang, side 859-861, "Netzstromgespeiste Stapler fur dauernden Einsatz" kendes en gaffeltruck, som får tilført energi over et kabel, der kan opvikles på en tromle på trucken under udnyttelse af en fjedermotor til drift af tromlen. Denne tromle har vandret omdrejningsakse og er lejret på en lodret aksel på en sådan måde, at tromleenheden kan dreje ca. 300° i en vandret plan. Dette medfører den ulempe, at trucken ikke kan køre frit, idet f.eks. kørsel i cirkler vil medføre, at kablet snoes, hvad der hurtigt vil føre til ødelæggelse af kablet. For at benytte trucken må føreren derfor hele tiden være opmærksom på kablets stilling.

Ved anvendelsen af anordningen ifølge opfindelsen bibeholdes muligheden af fri bevægelse af indretningen over det areal, som kablets længde tillader, som følge af den særlige forankring af fjedersystemet i henholdsvis kabel og tråd eller wire på hver sin tromle i tromleenheden.

Ifølge en udførelsesform for opfindelsen kan fjedersystemet dreje om en akse, der er parallel med, men forskudt i forhold til tromleenhedens akse, medens tromlernes tilkobling til fjedersystemet er tilvejebragt med kæder. Herved opnås, at fjedersystemet let kan udskiftes.

For at opnå at trækket i wiren og kablet kan aflastes, f.eks. når man ønsker at flytte tilslutningsstedet til det stationære anlæg, kan der ifølge en anden udførelsesform for opfindelsen findes en spærreindretning, fortrinsvis en 3 H2A95 1rtsbar låsepind der kan indfrtres gennem huller i tromleenhedens periferis Med anordnineen ifølee oofindelsen kan der endvidere opnås en ekstra sikring, idet tråden eller wiren ifølge en udføre1aesfotm for opfindelsen kan ^ bestå af metal og være forbundet til jordpotentialet. En sådan sikring er især af betydning ombord på skibe, hvor drivspændingen ofte er 440 Volt, og især i forbindelse med trucks, som kører på gummihjul. Af særlig betydning er det, at -denne jordleder er umiddelbart synlig og ikke' skjult sammen med andre lééÉre ' i et kabel. "

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor ‘J' - : fig. 1-3. illustrerer et første udførelsesekiempel ifølge opfindelsen, fig. 4-6 et andet udførelseseksempel ifølge opfindelsen, fig. 7-9 et tredje udførelseseksempel ifølge opfindelsen, fig. 10-12 et fjerde udførelseseksempel ifølge opfindelsen, og fig. 13-15 et førings arrangement for kablet og tråden samt et sikkerhedsudstyr ifølge opfindelsen.

Anordningen, som er angivet i de nedenfor beskrevne udførelseseksempler 1 og 2, er velegnet til et helt specielt formål, nemlig overføring af vekselstrømsenergi fra et stationært anlæg til en elektrohydraulisk vekselstrømstruck, som kan anvendes i lastrum på forskellige skibe uden forudgående montering af specielt udstyr som skinner,kabeltromler eller elektrisk udstyr. Trucken kan være fast stationeret i en bestemt havn, og skal arbejde om bord i forskellige skibe, som anløber havnen. Trucken sænkes ned i lastrummet ved hjælp af en kran, og anordningen på trucken kobles til skibets eller havnens elektriske anlæg ved hjælp åf et sædvanligt forbindelseskabel. " ' ‘

Anordningen ifølge udførelseseksemplerne 1 og 4 gør det muligt, at det ......

udstyr, som skal fastgøres til en skillevæg, efter at trucken er blevet sænket ned gennem lastelugen, kun består af en trækaflastning og et forbindelsesudtag. Dette udstyr er også meget enkelt at flytte fra plads til plads i lastrummet efter behov."

Anordningen kan også på en enkel måde tilpasses forskellige loftshøjder i lastrummene ved lodret forskydning af hele tromleenheden. I tromlens laveste stilling kræves der kun en kort afstand mellem overkanten af trucken og underkanten af dæksbjælkerne.

Anordningen med alle de beskrevne egenskaber er ikke tidligere kendt. En truck er heller ikke blevet anvendt på en sådan måde som beskrevet ved udførelseseksemplerne 1 og 4.

4 142495

Det kan imidlertid tænkes, at et kabelsystem kan opbygges af kendte komponenter, f.eks. ved, at en ordinær fjederbetjent kabeltromle med vandret hovedakse monteres på truckens beskyttelsesgitter, svingbar i vandret plan og med eget slæberingssæt monteret i forbindelse med svingelejet. Et sådant system kan dog kun anvendes i relativt høje rum på grund af den ekstra højde, som kabeltromlen ville kræve mellem truckens overkant og dæksbjælkernes underkant. Et sådant system ville desuden blive både kompliceret og kostbart.

Strømoverføring til en bevægelig vogn over strømskinner og slæbekontakter anvendes i stor udstrækning ved skinnegående vogne som traverskraner, forstadsbaner osv. og er selvsagt ingen nyhed. Med den specielle kombination af et strømskinnesy-stem med egen skinnegående strømaftagertrolje og en vertikaltromle som beskrevet i udførelseseksempel 3, med alle dette kombinerede systems egenskaber, dvs. ubegrænset aktions længde, stor aktionsbredde, minimal byggehøjde over trucken samt det meget vigtige punkt: frie køremuligheder over hele aktionsområdet, uden at der kan opstå vridning i det fleksible kabel, er ikke tidligere kendt.

De forskellige udførelseseksempler skal nu nærmere beskrives under henvisning til de respektive tegninger.

Udførelseseksempel 1.

Fig. 1 viser en fjederbetjent dobbelttromle, som er monteret på en truck, og trækaflastning ved et forbindelsesstik, som er befæstet på en skillevæg.

Fig. 2 viser arrangementet ifølge fig. 1 set oven fra.

Fig. 3 viser et snit gennem tromleenheden ifølge fig. 1.

Som fleksibelt kabel benyttes fortrinsvis et fladkabel 1, som er viklet på en øvre tromle 3. Fladkablets ene ende er ført ned gennem et indre akselrør 6 til et slæberingshus 11, og den anden ende er koblet til klemmer i et forbindelsesstik 13.

Den ene ende af en wire eller tråd 2 er viklet på en nedre tromle 4 og låst fast til denne, og den anden ende er koblet til stel i forbindelsesstikket sammen med jordlederen i det fleksible kabel. Derved er tråden en ekstra jordforbindelse, ud over den ordinære jordleder i det fleksible kabel. Dette er et vigtigt moment med hensyn til sikkerheden, da selve trucken er isoleret fra jorden ved sædvanlige gummidæk.

Kablet og tråden er viklet på de respektive tromler med indbyrdes modsatte vikleretninger.

I et frit oplejret fjederhus 9, er der monteret to spiralfjedre. Den øvre fjeder 8 driver trådtromlen 4 over et ydre akselrør 7, og den nedre fjeder 10 driver kabeltromlen 3 over det indre akselrør 6. Begge spiralfjedre har hu- 142495 5 set 9 som deres ydre fastgørelsespunkt og er monteret med indbyrdes modsat strammeretning.

Når trucken bevæger sig bort fra trækaflastningen 13, bliver kablet og tråden viklet af tromlerne 3 og 4 og begge fjedre spændes. Og omvendt, ved bevægelse mod trækaflastningen, bliver kablet og tråden viklet op på tromlerne, og begge fjedre afspændes.

Hvis trucken bevæger sig i en tænkt ring med kabeltromlen som centrum, bliver længderne af et opviklet kabel og tråd uændret, og ligeledes fjedrenes spænding. Ved denne bevægelse drejes huset 9 i forhold til trucken, men ikke i forhold til retningen til trækaflastningen 13. Ved bevægelse i større cirkler forbliver for-' holdet det samme i gennemsnit for hver tilbagelagte runde. Som følge heraf, kan trucken bevæge sig frit inden for rækkevidden af det fleksible kabel, uden at der opstår vridning i kablet.

Slæberingshuset 11 er skruet fast til lodrette fastgøre Isesjern 12. I slæberingshuset er der anbragt et lodret aksialleje, som bærer vægten af samtlige roterende dele. Med forskellige huller i fastgøre Isesjernene 12, kan tromlens højde tilpasses højden i de forskellige lastrum.

Tromleenheden er også forsynet med føringer for kabel og tråd for at sikre, at disse føres nøjagtigt ind på de respektive tromler. Dette føringsarrangement er i princippet vist i fig. 13 og 14.

Som fleksibelt kabel 1 anvendes fortrinsvis et fladkabel, som føres gennem et rullearrangement af vandrette og lodrette ruller 51. For på bedst mulig måde at undgå mekanisk slitage på kappen af det fleksible kabel, er kabelføringens ruller udført af PTFE (polytetrafluorethylen), og kabelkappen er belagtmed PVC (poly-vinylchlorid). Denne kombination af materialer muliggør en meget lille slitage på kabelkappen, og som følge heraf lang levetid for det fleksible kabel.

Føringen for tråden 2 er bygget i princippet på samme måde som føringen for kablet og består af lodrette og vandrette ruller 52. For at opnå mindst muligt mekanisk slitage på tråden, er disse ruller udført af PA (polyamid). De nævnte føringsruller for kabel og tråd er monteret på en fælles plade 53. Denne plade kan rotere frit om kabeltromlens centrum og styres af hjul 54.

Før man flytter trækaflastningen fra ét fastgørelsespunkt til det næste, skal trækket i kablet og tråden fjernes. Dette kan let gennemføres, som vist i fig.13, ved at indføre en låsepind 55 gennem til hinanden svarende huller nær tromledelenes periferi. Når låsepinden ikke bruges, skal den opbevares i en lomme 56 på truckens instrumentbord, se fig. 15. Lommen er forsynet med en afbryder 57, som forhindrer motorens start, når låsepinden ikke befinder sig på sin plads i lommen.

6 142495

At kabelkappen udføres af PVC, medfører også den fordel, at kablets vægt pr. meter bliver relativt lav, hvilket igen medfører at trækket i kablet kan holdes nede på et rimeligt niveau. Dette er igen fordelagtigt både med hensyn til kablets levetid, truckens manøvreringsegenskaber og ikke mindst drivanordningens dimensionering. Anvendelsen af fladkabel medfører, at kabelsystemet let kan udvides til også at overføre manøvrekredse og skærmede telefonkredse parallelt med stærkstrømskredsen.

Tromleenheden giver trucken et aktionsområde, der har form af en halvkreds med radius begrænset af længden af det fleksible kabel og af fjederbatteriets kapacitet. Hvis trucken skal bevæge sig ud over denne begrænsede zone, må trækaflastningen med forbindelsesstikket flyttes fra ét fastgørelsespunkt på væggen til et andet. Dette kan gennemføres på meget enkel måde, og varer blot nogle enkelte minutter, idet man let kan tage stikket ud af det nævnte fastgørelsespunkt, dvs. en elektrisk stikkontakt, og flytte det til en anden stikkontakt, hvor stikket kan indføres på enkel måde. Kabeltromlen kan forsynes med en endeafbryder, som afgiver et signal til truckføreren, når trucken har nået frem til operationsområdets begrænsningslinie. Den maksimale køre længde kan være ca. 40 m.

Udførelseseksempel 2 I større lastrum kan den nødvendige køre længde blive så lang, at det kan være nødvendigt at flytte trækaflastningen, som er beskrevet i udførelseseksemplet 1, for hvert løft. Det ville selvsagt være en besværlig og upraktisk fremgangsmåde. For. at forøge kørelængden ved sådanne større forhold, kan tromleenheden på trucken kombineres med en lignende tromleenhed, som er monteret i loftet ved enden af et langsgående skinnesystem, på eller i nærheden af rummets centerlinie.

Ved et sådant kombineret system kan en kabeltruck anvendes i rum af større længde, og af en bredde svarende til det dobbelte af tromlens påviklede kabellængde (under hensyntagen til fjederbatteriets kapacitet). Ved at udføre troljen relativ lang og fastgøre kablet og tråden til denne med en indbyrdes afstand, som svarer til hele troljens længde, opnås der de samme egenskaber som ved udførelsesek-semplel 1, dvs. at trucken kan bevæge sig helt frit inden for kabelsystemets rækkevidde, uden at der kan opstå skadelig vridning i kablet.

Fig. 4, 5 og 6 viser det principielle arrangement af udførelseseksemplet 2:

Fig. 4 viser den fjederbetjente dobbelt-tromle, som er monteret på trucken, og en lignende tromleenhed, som er monteret stationært i loftet ved enden af et skinnesystem.

Fig. 5 viser arrangementet ifølge fig. 4 set Oven fra, og fig. 6 et snit af den stationært monterede tromleenhed.

7 142495

Troljen 21 styres af lodrette-.og vandrette hjul 22, som løber i en køre-skinne 23. På troljens ene ende er der monteret trækaflastning og koblingskasse 24 for de fleksible kabler fra de to tromler, og til den anden ende er fastgjort de to tråde.

Den stationært monterede dobbelttromle 25 bar et funktionsprincip, som svarer til tromlen på trucken, men med en anden mekanisk opbygning. Fjederen i kåbe ltromlen 26 og fjederen i trådtromlen 27 er mekanisk forbundet gennem den frit lejrede mellemaksel 28. De to fjedre giver kabeltromlen og trådtromlen samme' drejemoment i modsat retning. Tråden 29 føres over en vendeskive 30 til troljen, j

Dette specielle arrangement resulterer i, at troljen følger med i al langs- ~ " gående bevægelse af trucken, og troljen befinder sig derfor altid i omtrent symmetrisk position i forhold til kabeltromlen på trucken (vinkelen A er omtrent Hg med vinkelen B). ' Når trucken kører på tværs af rummet og passerer under skinnesystemet, befinder troljen sig i passageøjeblikket omtrent symmetrisk over kabeltromlen, således,at føringerne for kablet og tråden på de to tromler drejer hver sin vej over på den modsatte side på tromlerne, uden at der opstår konflikt mellem kabel og tråd, og uden at der opstår skadelig vridning i disse. Den maksimale kørelaengde er ca. 80 m.

Udførelseseksempel 3 I dette udførelseseksempel arbejder den fjederbelastede tromleenhed på trucken sammen med et elektrisk strømskinnesystem med strømaftageren, som er monteret på en skinnegående trolje. Strømskinnen og de tilhørende køreskinner er monteret i loftet,på eller ved rummets langsgående centerlinie. Kabeltromlen på trucken er af samme konstruktion som i eksempel 2.

Fig. 7, 8 og 9 viser det principielle arrangement af udførelseseksempel 3.

Fig. 7 viser den fjederbetjente dobbelt-tromle, som er monteret på trucken, og en vogn med strømaftagere, som løber frit i et skinnesystem.

Fig. 8 viser arrangementet ifølge fig. 7 set oven fra.

Fig. 9 viser et snit gennem den fjederbetjente dobbelttromle.

Funktionsprincippet ved dette udførelseseksempel svarer til eksempel 2, med den undtagelse, at den stationære dobbelt-tromle er sløjfet og erstattet med et strømskinnesystem.

På vognen 21 er der monteret fire strømaftagere 31, som slæber mod strømskinner 32. Det fleksible kabel fra tromleenheden på trucken er fastgjort til troljen i fastgørelsespunktet 33 (trækaflastning) og endvidere koblet til de fire strømaftagere (faser R,S,T og jord).

Tråden er fastgjort til troljen i fastgørelsespunktet 34 og endvidere koblet til strømaftageren for jordskinnen sammen med jordlederen i det fleksible kabel.

8 162495

Vognen vil også i dette udførelseseksempel følge med på samme måde som i eksempel 2, i alle truckens langsgående bevægelser.

Udførelseseksemplet 3 kan anvendes i rum af ubegrænset længde.

Udførelseseksempel 4

Drivsystemet ifølge fig. 10, 11 og 12 er i princippet identisk med det beskrevne system i udførelseseksempel 1, med undtagelse af fjederbatteriet, som er opbygget som en separat enhed og placeret ved siden af tromleaksen med kædeoverføringer til de respektive akselrør. Fordelen ved denne løsning er den enklere udskiftning af fjedre i batteriet.

På grund af fjederbatteriets konstruktion er det nødvendigt at opnå modsat drejningsretning for holdsvis kabel og trådtromlen. Desuden er den modsatte drejningsretning et væsentligt træk for gennemførelsen af den indbyrdes virkning som kabel og tråd har på de respektive føringer, se fig. 14. Ved modsat drejning af kabel- og trådtromlen er det også lettere at sikre, at trækket i henholdsvis kabel og tråd bliver jævnt.