CN103534886A - 密闭的壳体 - Google Patents

Abstract

为了制造防爆级ex-d的密闭的壳体（10），以两块U形弯边的板冲裁件为出发点。将它们嵌合到彼此当中，对其进行定位焊接并且随后在没有焊缝准备的情况下通过环绕的角焊缝将其焊接在一起。在所述壳体（10）的一面上优选设置了较大的穿孔（28）。该穿孔可以用螺纹盖或者用法兰盖来封闭。

Description

密闭的壳体

本发明涉及一种密闭的结构形式的壳体以及一种用于制造这种壳体的方法。

在有爆炸危害的环境中运行的、可能包括或者形成点火源的装置必须如此被围住，从而可以进行无危险的运行。为此使用密闭的壳体，如果挤入到所述壳体中的有爆炸能力的混合气引爆，所述密闭的壳体本身也可靠地围住所产生的轻微爆炸，从而既不会有火焰也不会有炽热的颗粒到达外面。

DE 40 18 205 C2公开了一种这样的密闭的壳体，该壳体由多个彼此相连接的部件所组成。该壳体包括彼此焊接在一起的板，其中在所述板之一上设置了以能够回转的方式得到支承的盖板。

DE 2006 013 017 A1提出一种不透气地密封的壳体，该壳体包括两个部件，也就是一个杯状的部件和一个盖板状的部件。这两个部件彼此旋紧在一起。它们构造为铸件。

DE 21 12 224 C3提出一种密闭的封装（ex-d）的防护级的防爆的壳体，该壳体构造为柱筒状的、具有经过倒圆的盖板和底部的容器。所述盖板与另一个杯状的壳体部件旋紧在一起。

DE 30 35 835公开了一种具有方形的外形的、用于防爆地对电的装置进行封装的、密闭的壳体。该壳体具有矩形的孔口和矩形的盖板，所述盖板以能够通过回转臂回转并且能够移动的方式被固定在所述壳体上。通过封闭元件可以将所述盖板固定在关闭位置中。

一种类似的壳体从DE 1 170 890中得到了公开。

为了制造壳体本体，DE 1 801 062使人们注意到：由通过焊接相连接起来的钢板件来构造壳体。侧壁可以通过焊入的板来增厚。前壁和后壁可以通过折弯的板件来构成，所述板件的自由的侧翼与所述侧壁的区域搭接。在此，焊入在侧面上的板可以具有比所述壳体的正面和背面大的厚度。

防爆的壳体的制造在总体上代表着麻烦的过程。因此要寻求一种构思方案，利用该构思方案可以容易并且工艺安全地尽可能自动化地制造防爆的壳体。

该任务利用按权利要求1所述的壳体得到解决。此外，按权利要求14所述的用于制造这样的壳体的方法是有利的。

密闭的封装（ex-d）的防引爆级的按本发明的壳体包括两个优选u形的、插到彼此当中的外壳，所述外壳彼此间通过本身封闭的、未分支的、连续的焊缝相连接。在制造焊缝时，焊缝的一个点碰到焊缝的另一个点，其中在所述前一个点上结束所述焊接过程，并且在所述后一个点上已经开始所述焊接过程。由此所述焊缝形成一个空间的封闭的圈。在方形的壳体的情况下，所述焊缝包括八条彼此相连接的壳体棱边。其中优选两条在底部上，两条在上部并且四条在侧面。

优选的是，所述两个外壳分别包括一底部区段，两个彼此对置的侧面从所述底部区段朝相同的方向弯曲。因此，每个外壳在侧视图中大致构造为U形。所述侧面区段以一定的角度朝所述底部区段弯曲，该角度优选为90°。可以考虑有差别的角度，如果期望的为非方形的壳体的话。在方形的壳体的情况下，为了制造所述外壳，以具有经过倒圆的角部的矩形的板坯件或者说板冲裁件为出发点。在弯曲区处所述侧面区段转变为底部区段，所述弯曲区优选是笔直的、条带状的、彼此平行的区域。

所述外壳的底部区段以及侧面区段可以构造为平坦的表面区域。但是也可以设置拱形或者设置额外的弯曲线条，如果要制造有别于所述方形的壳体的话。

每个外壳的底部区段与所述两个侧面区段一起形成开口。每个开口被相应另一个外壳的侧面区段所包围。所述焊缝沿着所有开口的边缘延伸。

为了构成所述外壳，优选地利用较大壁厚的钢板。所述壁厚优选处于数毫米、比如处于5mm与30mm之间的范围内，比如板厚为12mm、15mm或者20mm。在每个外壳的边缘上产生条带状的端面，在所述端面上布置了所述焊缝。在此，所述焊缝沿着每个外壳的每个条带状的端面的整个长度来伸展。优选所述焊缝构造为角焊缝。

所述壳体具有优选经过倒圆的弯曲棱边（也就是弯曲区）。各个侧面部件的角部的倒圆在此优选与所述弯曲棱边的倒圆相一致。所述焊缝由此沿着其走向没有尖锐的角部，由此所述制造过程能够以很高的质量自动化地进行。

所述壳体可以具有至少一个封闭的或者能够封闭的穿孔。优选的是，设置在所述穿孔上的盖板比如部分地被装入到所述穿孔中，或者就这样安放到所述穿孔上，从而产生所期望的比如25mm的最小缝隙长度。如果所述盖板被旋入到所述穿孔中，那么，假如所述壁厚小于所期望的比如25mm的缝隙长度的话，则也可以通过所述螺纹来获得必要的缝隙长度。

所述壳体可以与另一个其它防引爆级的壳体相连接，比如后者可以是一种ex-e壳体。

本发明的有利的实施方式的其它细节是从属权利要求、说明书和附图的主题。附图示出如下：

图1是密闭的封闭件的结构形式的按本发明的防爆的壳体连同一个附加的其它防护级的壳体的透视图；

图2是按图1的防爆的壳体的单独的另外的透视图；

图3是按图2的壳体的稍作改动的实施方式的用于显示出其单件的透视的分解图；

图4是按图3的壳体的用于显示出其焊缝的走向的简化的透明的透视图；

图5是按图1到4的壳体的角部区域；

图6是按图3的壳体的局部的详细图示；

图7是按图1的壳体的原理图；

图8和9是按图7的壳体上的套管装置的示意性的纵剖面图示；

图10是按本发明的壳体的器具垫脚的剖面图；并且

图11是按本发明的壳体的一种经过改动的实施方式的简化的分解图。

在图1中显示出一种密闭的封装（ex-d）的结构形式的壳体10，该壳体比如可以包括电的线路。这条电的线路的元件—比如电容器、继电器、开关、晶体管、电阻、电路、保险丝或者类似元件可能代表着引爆源，或者至少在故障情况下可能构成引爆源。所述壳体10以防爆方式将这些元件围住。所述壳体10比如可以容纳升降装置的控制系统或者类似部件。在当前的实施例中，所述壳体10与另一个壳体11旋紧在一起。它比如可以容纳接线端子或者类似元件，也就是不会形成引爆源的元件。所述壳体11的结构形式可以不同于所述壳体10的结构形式。比如，所述壳体11可以由多块板焊接组成。可以考虑其它的结构形式。该壳体具有比如用于穿入电缆的孔口12、13、14。

在图2中分开地显示出所述按本发明构成的壳体10。该壳体包括第一外壳15和第二外壳16，这两个外壳彼此焊接在一起。这两个外壳15、16构造为彼此互补的结构，因而其在插到彼此当中的情况下围成一个内部空间17。

所述壳体10的及其外壳15、16的其它构造可以从所述壳体10的稍作改动的在图3中显示出的实施例中看出来：

所述第一外壳15作为弯板件单构件地构成。它包括一在当前的实施例中直角地修整边缘的底部区段18，在该底部区段上连接着两个侧面区段19、20。在所述底部区段18与所述侧面区段19、20之间构造了彼此平行的弯曲区21、22，在所述弯曲区中所述底部区段18以给定的弯曲半径R逐渐过渡到所述侧面区段19、20。所述弯曲半径R优选稍许大于所述壁厚d15，该壁厚比如处于10mm到25mm的范围内，并且在当前的实施例中为12mm、15mm或者20mm。所述底部区段18和所述侧面区段19、20优选具有统一的壁厚。

所述侧面区段19、20具有优选经过倒圆的角部23、24、25、26。由此所述第一外壳15具有条带状的边缘27，该边缘在四周沿着所述底部区段18和侧面区段19、20的棱边延伸，并且没有尖锐的角部。

所述外壳15可以具有穿孔，比如较大的孔口28，该孔口正如所示出的那样，被圆形地倒圆，或者按照图2也仅仅局部地被倒圆；或者在其改动方案中，在被限定为矩形的或者其它多边形的形状的情况下构成。优选所述穿孔28占据所述底部区段18的表面的大部分。

比如可以在所述侧面区段20上或者也可以在所述侧面区段19上设置其它的穿孔29、30。这些穿孔29、30比如可以用作通道，比如用作通到所述壳体11中的线路通道。在这两个壳体10、11之间，可以布置在图3中示出的密封件31，用于避免构成敞开的缝隙，所述敞开的缝隙可能会在所述内部空间17与周围环境之间建立连接。

所述第二外壳16与所述第一外壳15相类似地构成，并且与其互补。图3中的外壳15具有一种U形的、带有向下指向的侧翼的侧视图，而所述第二外壳16则具有一种U形的、带有向上指向的侧翼的侧视图。所述外壳16由底部区段32构成，在该底部区段32上连接着侧面区段33、34。这些侧面区段在弯曲区35、36处逐渐过渡到所述底部区段。所述弯曲区35、26具有一种弯曲半径，该弯曲半径优选地与所述角部23、24、25、26的角部半径相一致。相反地，它们具有侧面区段33、34、37、38、39、40，所述侧面区段的角部半径与所述弯曲半径R相一致。

优选的是，所述侧面区段19、20或者33、34相对于所属的底部区段18或者32分别呈一直角。由此所述侧面区段19和20彼此平行地定向。所述侧面区段33、34也优选彼此平行地定向。如此设计所述侧面区段19、20、33、34及所述底部区段18、32的尺寸，从而可以将所述外壳15、16推到彼此上面，使得所述侧面区段33、34闭合由所述外壳15所限定的开口状的侧面的孔口，同时所述侧面区段19、20闭合由所述外壳16所限定的开口状的侧面的孔口。在此情况下，所述外壳16沿着所述外壳15的整条边缘27贴靠在该外壳15上。

所述外壳16具有条带状的边缘41，该边缘跟随所述外壳16的总体的轮廓，并且由于所述角部37、38、39、40的以及弯曲区35、36的倒圆而不含角部和尖部。此外，该边缘本身封闭。所述外壳16不仅在所述侧面区段33、34上而且也在所述底部区段32上都具有一种壁厚d16，该壁厚可以与所述壁厚d15相一致。但是其优选也可以选择得小于所述壁厚d15，尤其是，如果比所述壁厚d15小的壁厚d16足以用于获得必要的密闭性的话。可能有益的是，将所述壁厚d15规定得更大一些，用于给予在所述穿孔28、29、30上可能存在的缝隙以一定的长度，该长度带来所期望的防爆安全性。那么所述缝隙就如此狭窄并且如此之长，从而不会出现火焰击穿，并且也不会有热的颗粒能从所述缝隙中穿过。

所述两个外壳15、16通过焊缝42相连接，该焊缝为了更好的图解起见在图4中作为粗的描黑的曲线来示出。正如可以看出的那样，所述焊缝42本身封闭，也就是说，总是在已经开始制造所述焊缝42的地方，该焊缝被不间断地连续地拉出一列，直到该焊缝又已经到达起点。该焊缝至少在拓扑学上是本身封闭的连续的圈，该圈不过在空间上进行了变形，并且由此沿着由所述壳体10所构成的直六面体的八条棱边伸展。这个直六面体的其余四条棱边通过所述弯曲区21、22或者35、36构成。

图5示范性地在所述角部24和弯曲区36处显示出所述焊缝42的走向（也参见图2）。正如可以看出的那样，在这里如此进行构造，使得所述外壳15安放在所述边缘41上。所述焊缝42是所述边缘27、41之间的角焊缝。为了进行进一步图解，也参照图6，图6再次示出了这一点。如果所述外壳16的壁厚d16小于所述第一外壳15的壁厚d15，那也可以以这种方式进行所述布置。

图6进一步地显示出所述穿孔28的一种可能的封闭方案。这个穿孔28的壁体可以设有螺纹43，盖板44被旋入到所述螺纹43中。所述螺纹43提供了一种比所述壁厚d15大的缝隙长度。由此也可以用壁厚d15实现比如20mm或者25mm的缝隙长度，它小于所述尺寸。对于这种实施方式来说、并且对于所有其它的实施方式来说，可以给所述穿孔28配设环形环绕的轴向凸起，也就是凸缘或者突出部（Aushalsung）。这一点同样适用于所述穿孔29、30，并且尤其对于较小的壁厚来说是有益的。

为了进行进一步的密封，可以在所述盖板44与必要时经过精细加工的、将穿孔28包围住的、环形的密封面之间布置密封件46。所述密封面45可以被一个或者多个钻孔穿破，所述钻孔用于接纳止动螺钉、保险销、固定螺栓或者类似元件。所述钻孔优选是盲孔。可以设置其它的用于封闭所述穿孔28的可行方案，比如一圈将所述穿孔28包围住的、用于将能够旋紧的盖板固定住的螺纹盲孔或者类似元件。

图7象征性地显示出所述壳体10与11之间的连接。在所述两个壳体10、11之间可以布置比如按图8的、布置在所述穿孔29、30中的芯线套管47或者比如按图9的电缆套管48。所述套管相应地用于穿引芯线49或者电缆50，所述芯线或者电缆可以通过灌注料53或者密封件54固定在相应的衬套51、52中。所述密封件54比如可以通过锁紧螺母55固定到位，并且置于轴向应力之下，用于在封闭一种直通缝隙的情况下将所述电缆50固定住。

这样的电缆套管48能够将预装配的电气的或者电子的单元通过所述较大的穿孔28引到所述内部空间中，并且在此将电的接头通过所述穿孔29、30并且由此通过所述电缆套管48推到所述壳体11中，在所述电缆套管48中而后比如由一种夹紧装置来接触所述电的接头。

优选的是，所有的、未被密封地封闭的、而是可以释放防击穿的缝隙的穿孔仅仅构造在一个外壳上，这里是构造在所述外壳15上。优选的是，这个外壳至少具有一种壁厚d15，该壁厚d15同样较大或者大于所述壁厚d16。

在所述外壳16上可以设置固定器件，比如器具垫脚56。这些器具垫脚比如具有柱筒状的本体57以及盘状的优选布置在外侧面处的法兰58。所述法兰58可以用环状的焊缝59在四周与所述外壳16焊接在一起。所述器具垫脚56不仅可以朝内侧面17而且还可以在外侧面上设有螺纹孔60、61。所述螺纹孔优选是盲孔，因而没有提供通道。

所述壳体10在前面作为方形的壳体已经得到了描述。正如图11示出的那样，它也可以具有与此有区别的形状，而不必离开按本发明的构思。比如所述侧面部件19、20可以倒圆，或者正如所示出的那样可以多次折弯。所述侧面部件33、34拥有相应地经过匹配的互补的轮廓，使得其又无空隙地围住所述上方的外壳15的开口状的孔口。所述两个外壳15、16又用本身封闭的环绕的焊缝来闭合，用于围住一个内部空间。每个外壳15、16都可以具有穿孔。前面的描述同样适用。

为了制造所述壳体10，优选的是，以合适地提供的板坯件或者说板件落料为出发点。这些板坯件比如可以是在激光切割方法中切出的、具有经过倒圆的角部的、矩形的板坯件。在第二步骤中制造弯曲区21、22以及35、36。换句话说，如此将所述板材坯件折弯，从而相对于所述底部区段18以直角将所述侧面区段19、20折弯，使得其彼此平行。同样的处理方法适用于所述侧面区段33、34以及底部区段32。

在下一个步骤中，将所述外壳15、16嵌合到彼此当中，使得一条边缘的棱边、比如所述边缘27的处于内部的棱边被安放在所述边缘41的上面。在这种状态中，比如可以利用焊接机器人来产生所述沿着整条边缘41得到导引的焊缝42。

如果有期望，那么所述壳体10在制造所述焊缝42之后还可以经受一个或者多个其它的处理步骤。比如所述壳体10可以无应力地进行退火。也可以比如在所述穿孔28、29、30中在制造所述焊缝42之后对连接表面或者螺纹进行机械的加工。

为了制造防爆级ex-d的密闭的壳体，以两块U形地弯边的板坯件或者说板冲裁件为出发点。将它们嵌合到彼此当中，对其进行定位焊接并且随后在没有焊缝准备的情况下通过环绕的角焊缝将其焊接在一起。

在所述壳体10的一面上优选地设置了较大的穿孔28。该穿孔可以用螺纹盖或者用扁形盖来封闭。

附图标记列表：

10                壳体ex-d；

11                壳体ex-e；

12…14        孔口；

15                第一外壳；

16                第二外壳；

17                内部空间；

18                第一外壳15的底部区段；

19、20        第一外壳15的侧面区段；

21、22        弯曲区；

R                 弯曲半径；

d15              壁厚；

23-26           角部；

27                边缘；

28                穿孔；

29、30        穿孔；

31                密封件；

32                第二外壳16的底部区段；

33、34        第二外壳15的侧面区段；

35、36        弯曲区；

37-40           角部；

41                边缘；

d16              壁厚；

42                焊缝；

43                螺纹；

44                盖板；

45                密封面；

46                密封件；

47                芯线套管；

48                电缆套管；

49                芯线；

50                电缆；

51、52        衬套；

53                灌注料；

54                密封件；

55                锁紧螺母；

56                器具垫脚；

57                杆部；

58                法兰；

59                焊缝；

60、61      螺纹盲孔。

Claims (15)

1. 密闭的封装（ex-d）的防引爆级的壳体（10），用于将可能是或者形成引爆源的电的元件围住，该壳体

具有两个插到彼此当中的外壳（15、16），所述外壳彼此间通过本身封闭的未分支的连续的焊缝（42）相连接。

2. 按权利要求1所述的壳体，其特征在于，其具有：

第一外壳（15），该第一外壳具有一底部区段（18）和两个侧面区段（19、20），所述侧面区段在所述底部区段（18）的彼此对置的侧上连接到所述底部区段（18）上并且与其围成一角度，使得所述两个侧面区段（19、20）构成在三面被围住的、具有第一形状的第一开口；

第二外壳（16），该第二外壳具有一底部区段（32）和两个侧面区段（33、34），所述侧面区段在所述底部区段（32）的彼此对置的侧上连接到所述底部区段（32）上并且与其围成一角度，使得所述两个侧面区段（33、34）构成在三面被围住的、具有第二形状的开口；

其中所述两个外壳（15、16）以其侧面区段（19、20；33、34）插到彼此当中的方式来如此布置，使得所述第一外壳（15）的侧面区段（19、20）封闭所述第二外壳（16）的开口，并且所述第二外壳（16）的侧面区段（33、34）封闭所述第一外壳（15）的开口；

其中所述边缘（27、41）彼此并列，并且其中所述焊缝（42）沿着所述两条边缘（27、41）在其整个长度范围内全部无空隙地延伸。

3. 按权利要求2所述的壳体，其特征在于，所述第二外壳（16）具有条带状的端面作为边缘（14），该端面至少部分地被所述第一外壳（15）所搭接，或者所述第一外壳（15）具有条带状的端面作为边缘（27），该端面至少部分地被所述第二外壳（16）搭接。

4. 按权利要求3所述的壳体，其特征在于，所述焊缝（42）作为角焊缝构造在所述第一外壳（15）的边缘（27）与所述第二外壳（16）的边缘（41）之间。

5. 按权利要求2所述的壳体，其特征在于，所述侧面区段（19、20；33、34）具有经过倒圆的角部。

6. 按权利要求2所述的壳体，其特征在于，所述外壳（15、16）的底部区段（18、32）分别以经过倒圆的弯曲区（21、22；35、36）转变为所述侧面区段（19、20；33、34）。

7. 按权利要求5和6所述的壳体，其特征在于，所述一个外壳（15）的经过倒圆的弯曲区（21、22）分别具有柱状弯曲度，该柱状弯曲度与另一个外壳（16）的相应紧贴的角部（37、38、39、40）的倒圆相一致。

8. 按权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述外壳（15、16）具有一致的壁厚（d15、d16）。

9. 按权利要求1或8所述的壳体，其特征在于，所述外壳（15、16）之一具有至少一个被盖板（44）所封闭的穿孔（28）。

10. 按权利要求9所述的壳体，其特征在于，其它的确定一条缝隙的穿孔（28、30）仅仅构造在所述两个外壳（15、16）中的包括着所述穿孔（28）的那个外壳中。

11. 按权利要求1所述的壳体，其特征在于，该壳体与防护级ex-e的壳体（11）相连接。

12. 按权利要求10和11所述的壳体，其特征在于，在所述穿孔（29、30）中布置了芯线套管（47）和/或电缆套管（48）。

13. 按权利要求11所述的壳体，其特征在于，被提高的安全性（ex-e）的防引爆级的外壳（11）构造为金属壳体或者塑料壳体，并且与所述壳体（10）旋紧在一起。

14. 用于制造密闭的封装（ex-d）的防引爆级的壳体（10）的方法，该壳体用于围住可能是或者形成引爆源的电的元件，所述方法具有以下步骤：

-提供第一外壳（15），方法是将第一板冲裁件沿着两条笔直的弯曲线条（21、22）以所定义的半径（R）折弯；

-提供第二外壳（16），方法是将第二板冲裁件沿着两条弯曲线条（35、36）以所定义的半径折弯；

-将所述两个外壳（15、16）嵌合在一起，使得所述两个外壳（15、16）之一的折弯的区段插入到处于所述外壳（15、16）中的另一个外壳的折弯的区段之间的中间空隙中；

-沿着所述两块板冲裁件的整条边缘来构成闭合的未分支的连续的焊缝（42）。

15. 按权利要求14所述的方法，其特征在于，所述焊缝（42）连续地在没有中断的情况下构成。

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