-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von fluiddichten
Gehäusen,
die jeweils ein Basisteil und eine Abdeckung sowie eine zwischen einander
zugewandten Fügeflächen von
Basisteil und Abdeckung sitzende Dichtung zur fluiddichten Abdichtung
des Gehäuse-Innenraums
aufweisen. Die Erfindung betrifft ferner noch ein durch das vorgenannte
Verfahren hergestelltes fluiddichtes Gehäuse.
-
Fluiddichte
Gehäuse
werden in vielen Bereichen eingesetzt. Einer dieser Bereiche ist
der Explosionsschutz, bei dem potentielle Zündquellen, beispielsweise elektrische
Schaltungen oder dergleichen, in gefährlichen explosionsfähigen Atmosphären durch
solche fluiddichte Gehäuse
abgeschirmt bzw. eingekapselt werden.
-
In
bekannter Weise werden fluiddichte Gehäuse derart hergestellt, dass
Basisteil und Abdeckung miteinander verschraubt werden. Eine zwischen
Abdeckung und Basisteil sitzende Dichtung gewährleistet die Fluiddichtigkeit.
Eine derartige Her stellung ist aufwändig und teuer, beispielsweise
sind für
die Abdichtung der für
die Verschraubung erforderlichen Bohrungen zusätzliche Abdicht-Maßnahmen
erforderlich.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von fluiddichten
Gehäusen und
ein fluiddichtes Gehäuse
zu schaffen, die sich durch einfache und kostengünstige Herstellung bzw. durch
einen einfachen konstruktiven Aufbau auszeichnen.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung von fluiddichten
Gehäusen
mit den Merkmalen des unabhängigen
Anspruches 1 und durch ein fluiddichtes Gehäuse mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
8 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
zeichnet sich dadurch aus, dass Basisteil und Abdeckung mittels
Vorspanndruck zusammengefügt
werden, sodass die dazwischen liegende Dichtung aus elastischem
Material zusammengepresst wird. Es wird eine das Basisteil und die
Abdeckung verbindende Halteeinrichtung angebracht, während der
Vorspanndruck wirkt. Der Vorspanndruck wird aufgehoben, wobei sich
die zusammengepresste Dichtung soweit entspannt, dass die Halteeinrichtung
mit Spannkraft an Basisteil und Abdeckung gesichert wird.
-
Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
sind neben der Halteeinrichtung keine zusätzlichen Befestigungsmittel
notwendig. Das Anbringen und Sichern der Halteeinrichtung kann werkzeuglos
erfolgen. Im Gegensatz zu der aus dem Stand der Technik bekannten
Schraublösung,
bei der die Schraublöcher
noch zusätzlich
abgedichtet werden müssen, sind
keine weiteren Maßnahmen
zur fluiddichten Abdichtung des Gehäuse-Innenraums notwendig. Das erfindungsgemäße Verfahren
kann also einfach, schnell und kostengünstig durchgeführt werden.
Das dadurch hergestellte fluiddichte Gehäuse zeichnet sich durch einen
einfachen konstruktiven Aufbau bzw. durch eine einfache Bautechnik
aus.
-
Bei
einer Weiterbildung der Erfindung wird der Vorspanndruck auf die
Abdeckung eingeleitet, während
das Basisteil gegengelagert ist. Prinzipiell wäre es jedoch auch möglich, die
Vorspannkraft auf das Basisteil einzuleiten, während die Abdeckung gegengelagert
ist oder die Vorspannkraft beidseits, also sowohl auf das Basisteil
als auch auf die Abdeckung einzuleiten.
-
In
besonders bevorzugter Weise handelt es sich bei der Dichtung um
einen Rundschnur-Dichtring. Es sind jedoch auch andere Arten von
Dichtungen aus elastisch zusammenpressbarem Material einsetzbar.
-
Besonders
bevorzugt handelt es sich bei der Halteeinrichtung um einen die
Ränder
der Abdeckung und das Basisteil umgreifenden, aus wenigstens zwei
Rahmenteilen bestehenden Rahmen. Der Rahmen kann einen U-artigen
Querschnitt aufweisen. Bevorzugterweise ist bei einem rechteckigen oder
quadratischen Gehäuse
jeder Gehäuseseite
ein Rahmenteil zugeordnet, sodass also insgesamt vier Rahmenteile
vorgesehen sein können.
Die Rahmenteile lassen sich von der Seite her aufstecken und können dann
bei Aufhebung des Vorspanndrucks an der Abdeckung und am Basisteil
abziehsicher gesichert werden.
-
Das
Verfahren umfasst also eine unter Krafteinfluss erzielbare elastische
Verformung der Dichtung, insbesondere Dichtschnur. Die Verformung kann
dabei bewirken, dass eine Abdichtung zwischen dem Basisteil und
der Abdeckung entsteht und diese Bauteile über den nicht verformbaren
Rahmen, der beispielsweise als U-Profil ausgebildet ist, fixiert werden.
-
Bei
dem Basisteil kann es sich um eine Wanne handeln, sodass Stauraum
für durch
das fluiddichte Gehäuse
abzukapselnde Geräte
oder dergleichen vorgesehen ist. Als Gerät kann beispielsweise ein Display
vorgesehen sein.
-
In
bevorzugter Weise ist die Abdeckung plattenartig ausgebildet, beispielsweise
als Glasscheibe, insbesondere aus Sicherheitsglas. Prinzipiell ist
es auch möglich,
dass die Abde ckung aus undurchsichtigem Material, beispielsweise
Blechmaterial, besteht.
-
In
besonders bevorzugter Weise ist der Gehäuse-Innenraum mit Überdruck
beaufschlagt. Der Druckgradient zwischen dem Gehäuse-Innenraum und der Umgebung
bietet neben der Dichtung zusätzliche
Sicherheit gegenüber
Eindringen von Fluid in das Gehäuse.
-
Zur
Schaffung des Überdrucks
kann eine Fluidzufuhreinrichtung für gezielte Fluidzufuhr in den Gehäuse-Innenraum
vorgesehen sein. Die Fluidzufuhreinrichtung kann wenigstens einen
Fluidanschluss und ein Überdruckventil
aufweisen. Fällt
der Überdruck
unter einen vorgegebenen Mindestwert ab, so kann über die
Fluidzufuhreinrichtung Fluid nachgefüllt werden. Als Fluid für die Bereitstellung des Überdrucks
eignet sich vorzugsweise Luft. Prinzipiell wäre auch der Einsatz von Inertgas
denkbar. Gegebenenfalls kann eine Kontrollüberwachung vorgesehen sein,
die den Abfall des Überdrucks
unter den Mindestwert beispielsweise per Kontrollleuchte anzeigt
und gegebenenfalls zusätzlich
insbesondere akustisch meldet.
-
Für die Stromversorgung
etwaiger im Gehäuse-Innenraum
befindlichen elektrischen Geräte kann
ein Stromanschluss vorgesehen sein.
-
Um
die Fluiddichtigkeit des Gehäuses
zu gewährleisten,
können
Fluid- und/oder Stromanschluss mit fluiddichtem Material vergossen
werden.
-
Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden
näher erläutert.
-
In
den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine
perspektivische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen fluiddichten
Gehäuses,
wobei hier die Ansicht von schräg
oben gezeigt ist,
-
2 das
fluiddichte Gehäuse
von 1 in perspektivischer Ansicht von schräg unten,
-
3 eine
Draufsicht auf das fluiddichte Gehäuse von 1,
-
4 einen
schematischen Querschnitt durch das fluiddichte Gehäuse von 1,
wobei die einzelnen Verfahrensschritte bei der Herstellung des Gehäuses dargestellt
sind und
-
5 einen
Querschnitt durch das Gehäuse entlang
der Linie V-V von 1.
-
Die 1 bis 3 und 5 zeigen
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen fluiddichten
Gehäuses 11.
Ein bevorzugtes Einsatzgebiet solcher fluiddichten Gehäuse 11 ist
der Explosionsschutz, bei dem potentielle Zündquellen mittels des fluiddichten
Gehäuses 11 von
einer möglicherweise
gefährlichen
explosionsfähigen
Atmosphäre
fluiddicht abgekapselt sind.
-
Wie
insbesondere in 5 dargestellt, besitzt das Gehäuse 11 ein
Basisteil 12 in Form einer Wanne, vorzugsweise mit rechteckigen,
insbesondere quadratischem Grundriss. Selbstverständlich sind auch
andere von der Rechteck- bzw. Quadratform abweichende Grundrisse
möglich.
Als Wannenmaterial eignet sich Stahl, insbesondere V2A-Stahl. Die Wanne
besitzt einen im Wesentlichen senkrecht zu einem Wannenboden, der
gleichzeitig den Gehäuseboden 13 bildet,
verlaufenden Rand 14, dessen Oberseite die wannenseitige
Fügefläche 15 bildet. Die
Wanne nimmt ein von der Umgebung abzuschirmendes Gerät auf, das
hier beispielhaft in Form eines Displays 16 gezeigt ist.
Gegebenenfalls kann auch eine Einlage 17 zur Lagerung des
Displays 16 vorgesehen sein. Der zwischen der Unterseite
des Displays 16 und der Innenseite des Gehäusebodens 13 verbleibende
Freiraum kann dadurch für
eventuelle Zusatzeinrichtungen, beispielsweise Schaltelemente, von
nachfolgend näher
beschriebenen Einrichtungen genutzt werden. Der Gehäuseboden 13 besitzt zwei
Durchgangsöffnungen 18, 19,
von denen eine erste Öffnung 18 zur
Aufnahme eines Stromanschlusses 20 und eine zweite Öffnung 19 zur Aufnahme
einer Fluidzufuhreinrichtung 21 dient. Über den Stromanschluss 20 lässt sich
das Display 16 beleuchten.
-
Die
Fluidzufuhreinrichtung 21 besitzt einen Fluidanschluss 22,
der zum Befüllen
des Gehäuse-Innenraums 23 mit
aus einer Befülleinrichtung (nicht
dargestellt) stammendem Fluid, insbesondere Luft, dient. Beispielsweise
ist es möglich,
den Fluidanschluss 22 nach Art eines Autoreifenventils
auszugestalten, sodass die Befülleinrichtung
in einfacher Weise daran angesetzt werden kann, um den Gehäuse-Innenraum 22 mit Überdruck
zu beaufschlagen. Der Überdruck
im Gehäuse 11 ist
eine zusätzliche
Sicherheitsfunktion, die verhindert, dass von der Umgebung stammendes
Fluid in das Gehäuse 11 eindringt.
Dem Fluidanschluss 22 kann ein Rückschlagventil 24 zugeordnet
sein, das beim Ansetzen der Befülleinrichtung
geöffnet
und bei Entfernung der Befülleinrichtung
selbsttätig
wieder schließt.
Ferner kann ein Überdruckventil 25 vorgesehen
sein, beispielsweise ebenfalls als Rückschlagventil ausgebildet, das
bei einem festgelegten maximal zulässigen Überdruck im Gehäuse-Innenraum 23 öffnet. Der maximal
zulässige Überdruck
hängt von
den Materialeigenschaften des Gehäuses 11 ab, das sich
unter Einwirkung des Überdrucks
verformt. Es muss in jedem Fall die Fluiddichtigkeit gegenüber der
Umgebung gewährleistet
sein. Der maximal zulässige Überdruck kann beispielsweise im Bereich von 0,4 bar
liegen.
-
Es
ist ferner möglich,
eine Kontrollüberwachung
vorzusehen, die das Unterschreiten eines vorgegebenen Mindest-Überdrucks
anzeigt, beispielsweise mittels einer Kontrollleuchte, oder gegebenenfalls
insbesondere zusätzlich
akustisch meldet. Der Mindest-Überdruck
kann im Bereich von 0,1 bar liegen. Bei Unterschreitung dieses Überdrucks
muss nachgefüllt
werden.
-
Das
Gehäuse 11 besitzt
ferner eine plattenartige Abdeckung 26 in Form einer Glasscheibe.
Es ist Sicherheitsglas vorgesehen. Die äußeren Randbereiche 27 der
Abdeckung 26 bilden eine abdeckseitige Fügefläche 28,
die der wannenseitigen Fügefläche 15 zugewandt
ist. Zwischen der wannenseitigen Fügefläche 15 und der abdeckseitigen
Fügefläche 28 ist
eine Dichtung 29 in Form eines Rundschnur-Dichtrings eingelegt.
Die Dichtung 29 sorgt für
die fluiddichte Abdichtung des Gehäuse-Innenraums 23 gegenüber der
Umgebung. Die Dichtung 29 besteht aus elastischem Material,
ist also zusammenpressbar.
-
Wie
insbesondere in 1 dargestellt, besitzt das Gehäuse 11 eine
Halteeinrichtung 30 in Form eines die Ränder der Abdeckung 26 und
des Basisteils 12 umgreifenden Rahmens, der gemäß der quadratischen
Querschnittsform des Gehäuses 11 aus
vier Rahmenteilen 31a-d besteht. Die Dichtung 29 übt eine
Spannkraft einerseits auf die Abdeckung 26 und andererseits
auf den Rand 14 des Basisteils 12 aus, sodass
diese bestrebt sind sich voneinander weg zu bewegen. Diese Bewegung
wird jedoch durch die Rahmenteile 31a-d verhindert, die
ihrerseits wiederum mit einerseits von der Abdeckung 26 und
andererseits vom Rand 14 des Basisteils 12 auf
die Innenflächen
der Rahmenteilschenkel ausgeübter
Spannkraft abziehsicher festgelegt sind.
-
Bei
der Herstellung des fluiddichten Gehäuses 11 werden zunächst am
Gehäuseboden 13 Fluidzufuhreinrichtung 21 und
Stromanschluss 20 vormontiert. Das Basisteil 12 wird
auf eine Unterlage 32 gesetzt und der Rundschnur-Dichtring
wird auf die wannenseitige Fügefläche 15 am
Rand 14 des Basisteils 12 gelegt. Die plattenartige
Abdeckung 26 wird mit ihren abdeckungsseitigen Fügeflächen 28 auf den
Rundschnur-Dichtring gesetzt.
-
Als
Nächstes
wird mittels eines Druckstempels 33 ein Vorspanndruck insbesondere
vollflächig auf
die Abdeckung 26 ausgeübt,
sodass der zwischen der Abdeckung 26 und dem Basisteil 12 befindliche
Rundschnur-Dichtring zusammengepresst wird.
-
Danach
werden die Rahmenteile 31a-d von der Seite her aufgesteckt.
Der Druckstempel 33 wird von der Abdeckung 26 abgehoben,
wodurch der Vorspanndruck aufgehoben wird. Dadurch entspannt sich
die zusammengepresst Dichtung 29 und bewegt Abdeckung 26 einerseits
und Basisteil 12 andererseits auseinander, die ihrerseits
auf die Innenflächen der
Rahmenteilschenkel gepresst werden. Dadurch werden die Rahmenteile 31a-d
durch die von der Dichtung 29 stammenden Spannkraft abziehsicher an
der Abdeckung 26 bzw. am Basisteil 12 gesichert.