-
Die
Erfindung betrifft ein druckfest gekapseltes elektrisches Gerät für den Einsatz
in explosionsgefährdeten
Umgebungen, das über
eine auswechselbare Stromversorgung verfügt.
-
Explosionsgefährdete Umgebungen
können z.
B. der Steinkohlebergbau untertage sein, aber auch Raffinerien,
Siloanlagen u. ä..
-
In
diesen Umgebungen werden Geräte
benutzt, die eine Stromversorgung auf Akkumulatorbasis aufweisen.
-
Das
können
beispielsweise bei der Markscheiderei im untertägigen Bergbau benutzte Laserscanner
oder andere Geräte
sein oder auch beispielsweise Alarmanlagen etc..
-
Lässt die
Akkumulatorleistung nach, muss diese Stromversorgung gewechselt
werden, so dass das Gerät
betriebsbereit bleibt.
-
Desweiteren
können
durch diese Vorrichtung Geräte
in explosionsgefährdeten
Umgebungen ausgeschaltet, der Akku gewechselt und wieder in Betrieb
genommen werden.
-
Beim
Auswechseln ist es jedoch erforderlich, da die druckfeste Kapselung
zeitweise aufgehoben wird, dass keine elektrischen Zündfunken
entstehen können.
Das Gerät
muss daher schon vor dem endgültigen
Austausch stromlos sein.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein druckfest gekapseltes
elektrisches Gerät der
eingangs genannten Art so auszubilden, dass weder beim Einbau noch
beim Ausbau der Stromversorgung die oben genannten Gefährdungen
auftreten können.
-
Die
Erfindung löst
diese Aufgabe gemäß den kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 dadurch, dass die Stromversorgung in Form von
Akkumulatorzellen in einem druckfest gekapselten Gehäuse angeordnet
ist, welches so in eine der Gehäuseform komplementäre Aufnahme
im Gerät
einsetzbar ist, das Gerät
und Gehäuse
in betriebsbereitem Zustand eine druckfest gekapselte Einheit bilden
und im innern des Gehäuses
eine die Stromversorgung aktivierbare bzw. deaktivierbare Schaltvorrichtung
vorgesehen ist, die von einem stationär in der Ausnehmung im Gerät angeordneten
Schaltglied erst dann betätigbar
ist, wenn der betriebsbereite Zustand hergestellt ist. D. h., dass
das zu versorgende Gerät
erst dann an den Stromkreis der Stromversorgung effektiv angeschlossen
ist, wenn die druckfeste Kapselung der Kombination aus Gerät und Gehäuse vollendet
ist. Im umgekehrten Fall muss sichergestellt sein, dass bereits
beim Beginn des Ausbaus, also des Aufhebens der druckfesten Kapselung,
der Stromkreis unterbrochen ist.
-
Das
Gehäuse
für die
Stromversorgung besteht aus einem druckfesten Zylinder, der in eine ebenfalls
zylindrische Aufnahme im Gerät
eingeschoben wird. Beim Einschieben kommt das stationär im Gerät angeordnete
Schaltglied mit der im Gehäuse
angeordneten Schaltvorrichtung in Kontakt. Erst wenn das Stromversorgungsgehäuse so im
Gerät fixiert
ist, dass die druckfeste Kapselung hergestellt ist, wird über das
stationäre
Schaltglied die Schaltvorrichtung aktiviert und der Stromkreis geschlossen.
-
In
einer vorteilhaften Ausführungsform
gemäß Anspruch
2 ist vorgesehen, dass die Schaltvorrichtung eine federgelagerte
Kontaktplatte zum Öffnen
und Schließen
des Stromkreises aufweist und das stationäre Schaltglied ein die Kontaktplatte
verschiebender Stößel ist.
-
Durch
die Translationsbewegung des Gehäuses
relativ zum Gerät
beim Einführen
bzw. Ausführen
des Akkumulatorgehäuses,
trifft der Stößel auf die
Kontaktplatte und verschiebt diese gegen die Kraft einer Feder auf
zwei Kontaktstifte zu. Erst in der Endstellung des Gehäuses im
Gerät wird
dann der Stromkreis geschlossen.
-
Die
Translationsbewegung wird dabei gemäß Anspruch 4 dadurch bewirkt,
dass ein das Gehäuse
verschließender,
mit einem Außengewinde versehener
drehbarer Deckel vorgesehen ist, der bei Herstellung der Betriebsbereitschaft
die druckfeste Kapselung der Gehäuse-Gerätekombination
bildet, wobei das Außengewinde
des Deckel mit einem den Eingang der Ausnehmung im Gerät bildenden
Innengewinde zusammenwirkt.
-
Durch
Hereinschrauben des Gewindedeckels in die Geräteöffnung wird die Auswechselstromversorgung,
d. h. das Gehäuse,
in die Endposition innerhalb der Haupteinrichtung gedrückt. In
der Haupteinrichtung (dem Gerät)
befinden sich gemäß Anspruch
5 Führungsstifte,
die in komplementären Kanälen im Gehäuse geführt sind.
Somit kann sich das Akkumulatorgehäuse im Ein- oder Ausbauvorgang nicht verdrehen,
wenn der Gewindedeckel in seine Endposition eingeschraubt wird.
-
Die
Kontaktplatte, die mittels des Stößels auf die zwei Kontaktstifte
zu bewegt wird, betätigt
dabei zwei in Reihe geschaltete Schaltkontakte, die die Versorgungsspannung
des innen liegenden Akkumulators an die Außenkontakte durchschalten.
-
Die
Länge des
Betätigungsstößels ist
exakt so bemessen, dass im Einbauvorgang die Schaltkontakte erst
dann geschlossen werden, wenn der Gewindedeckel ein Stück weit
hinein geschraubt ist und über
die erforderliche Länge
des Gewindespalts die druckfeste Kapselung des Geräts sicher
stellt.
-
Umgekehrt
werden die Schaltkontakte auf jeden Fall geöffnet, bevor die druckfeste
Kapselung des Gerätes
durch Herausdrehen des Gewindedeckels aufgehoben wird.
-
Die
Erfindung wird im folgen anhand von Zeichnungen dargestellt und
erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1 Stromversorgungsgehäuse in Schnittansicht
-
2 Schnitt
durch die Aufnahme für
das Akkumulatorgehäuse
im zu versorgenden Gerät
-
3 Akkumulatorgehäuse im eingebauten Zustand
-
In
der 1 ist im Schnitt ein Gehäuse für eine Stromversorgung, in
diesem Fall Akkumulatorzellen 12, dargestellt und allgemein
mit dem Bezugszeichen 1 versehen.
-
Es
handelt sich um ein zylindrisches Gehäuse in druckfester Kapselung.
In dem Gehäuse 1 befindet
sich eine Schaltvorrichtung, die aus einer in etwa pilzförmigen Kontaktplatte 7 und
zwei Kontaktstiften 8 besteht, wobei die Kontaktplatte 7 gegen
die Kraft einer Feder 9 gegen die Kontaktstifte 8 andrückbar ist.
Von den Kontaktstiften 8 geht einerseits eine elektrische
Verbindungsleitung 13 zu den Akkumulatorzellen 12 und
andererseits zu einem Kontaktstift 14. Vom zweiten Kontaktstift 15 führt eine
elektrische Leitung 16 zur Akkumulatorzelle 12.
Die Kontaktstifte 14 und 15 befinden sich am Boden
jeweils einer Bohrung 17 im Gehäuse 1. Auch die Kontaktplatte 7 befindet
sich am Ende einer im Gehäuse 1 befindlichen kanalförmigen Bohrung 18.
Schließlich
befindet sich im Gehäuse 1 mindestens
eine weitere kanalförmige Bohrung 19,
deren Bedeutung im Zusammenhang mit der 2 erläutert werden.
-
Schließlich verfügt das Gehäuse 1 über einen
mit Außengewinde 20 versehenen
Deckel 2, der drehbar auf der Stirnseite des Gehäuses 1 gelagert ist.
-
Komplementär zur Ausgestaltung
des Gehäuses 1 ist – wie in 2 dargestellt – im mit
elektrischer Energie zu versorgendem Gerät eine Aufnahme 3 vorgesehen,
die eine zylindrische Innenwandung aufweist sowie öffnungsseitig
ein Innengewinde 21. Komplementär zu den kanalförmigen Bohrungen 17, 18 und 19 im
Gehäuse 1 befinden
sich am Boden der Aufnahme 3 in die Bohrungen 17 bis 19 passende
Stifte 6, 5 und 4.
-
Die
Stifte 6 stellen den elektrischen Kontakt zwischen den
Akkumulatorzellen 12 und dem zu betreibenden Gerät her.
-
Der
Stift 5 ist ein Stößel, der
innerhalb des Kanals 18 beim Einsetzen des Gehäuses 1 in
die Aufnahme 3 die Kontaktplatte 7 gegen die Kraft
der Feder 9 auf die Kontaktstifte 8 drückt.
-
Der
Stift 4 wird in der Bohrung 19 geführt, damit
beim Einschrauben des Deckels 2 mit seinem Außengewinde 20 in
das Innengewinde 21 der Aufnahme 3 ein Verdrehen
des Gehäuses 1 selbst
vermieden wird.
-
In
der 3 schließlich
ist der Einbauzustand dargestellt, wobei der Deckel 2 zum
einen für das
Schließen
des Stromkreises gesorgt hat und zum anderen für die Herstellung der druckfesten
Kapselung des Gesamtgerätes.
-
Die
Länge des
Stößels 5 ist
dabei exakt so bemessen, dass im Einbauvorgang die Schaltkontakte 8 erst
dann geschlossen werden, wenn der Deckel 2 ein Stück weit
hineingeschraubt ist und über
die erforderliche Länge
des Gewindespaltes die druckfeste Kapselung sichergestellt ist.
-
Umgekehrt
werden die Schaltkontakte 8 auf jeden Fall geöffnet, bevor
die druckfeste Kapselung der Haupteinrichtung durch Herausdrehen
des Deckels 2 aufgehoben wird.