DE102014115731A1

DE102014115731A1 - Explosionsgeschützte Anordnung

Info

Publication number: DE102014115731A1
Application number: DE102014115731.1A
Authority: DE
Inventors: Detlef Werner
Original assignee: R Stahl Schaltgeraete GmbH
Current assignee: R Stahl Schaltgeraete GmbH
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2016-05-04
Also published as: WO2016066522A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine explosionsgeschützte Anordnung (10) mit einem Anschlussgehäuse (11) in der Zündschutzart „erhöhte Sicherheit“ und einem Betriebsmittelgehäuse (12) in der Zündschutzart „druckfeste Kapselung“. Über eine Verbindungsvorrichtung (17) kann eine elektrische Steckverbindung sowie eine mechanische Verbindung direkt zwischen dem Anschlussgehäuse (11) und dem Betriebsmittelgehäuse (12) hergestellt werden. Am Anschlussgehäuse (11) ist hierfür eine erste Verbindungseinheit (18) und am Betriebsmittelgehäuse (12) eine zweite Verbindungseinheit (19) vorgesehen. Zu der ersten Verbindungseinheit (18) gehört wenigstens eine Kontaktbuchse (43) und zu der zweiten Verbindungseinheit (19) wenigstens ein Kontaktstift (58). Durch eine Steckbewegung in Steckrichtung (R) kann die Kontaktbuchse (43) auf den Kontaktstift (58) gesteckt werden. Durch eine entgegengesetzte Lösebewegung wird die elektrische Verbindung getrennt. Bei hergestellter Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse (11) und dem Betriebsmittelgehäuse (12) ist die elektrische Steckverbindung in einem Verbindungsraum (35) angeordnet, der durch einen hohlzylindrischen Verbindungskörper (20, 75) umschlossen ist. Der Verbindungsraum (35) ist vorzugsweise nach einer IP-Schutzklasse von mindestens 65 geschützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine explosionsgeschützte Anordnung mit einem explosionsgeschützten Anschlussgehäuse und einem explosionsgeschützten Betriebsmittelgehäuse.
Explosionsgeschützte Anschlussgehäuse, die auch als Anschlussraum bezeichnet werden, weisen Kabelzuführungen in explosionsgeschützter Ausführung auf, beispielsweise um eine Versorgungsspannung in dem explosionsgeschützten Anschlussgehäuse bereitzustellen. In dem Anschlussgehäuse können Anschluss- und Verzweigungsmöglichkeiten bereitgestellt werden, um ausgehende Leitungen zur elektrischen Versorgung eines Betriebsmittels im Betriebsmittelgehäuse anzuschließen. Am Betriebsmittelgehäuse sind explosionsgeschützte Leitungsdurchführungen vorhanden, um die elektrischen Leitungen entsprechend explosionsgeschützt in das Innere des Betriebsmittelgehäuses zu dem elektrischen Betriebsmittel zu führen. Durch die Kombination von explosionsgeschütztem Anschlussgehäuse und Betriebsmittelgehäuse kann das elektrische Betriebsmittel im explosionsgeschützten Betriebsmittelgehäuse ohne besondere Kenntnisse auf dem Gebiet des Explosionsschutzes sicher angeordnet werden.
In der Regel werden die beiden Gehäuse der Anordnung unmittelbar miteinander explosionsgeschützt verbunden, beispielsweise verschraubt und die Kabel und Leitungen fest verdrahtet. Dies hat den Nachteil, dass bei einem Defekt eines Betriebsmittels im Betriebsmittelgehäuse eine Reparatur in einer explosionsgeschützten Umgebung nicht ohne weiteres möglich ist. Besonders geschultes Personal muss zunächst die elektrische Energieversorgung über das Anschlussgehäuse unterbrechen, bevor eine Trennung von Anschlussgehäuse und Betriebsmittelgehäuse und ein Austausch des Betriebsmittelgehäuses mit dem darin angeordneten Betriebsmittel möglich ist.
Für den explosionsgeschützten Bereich ist aus EP 1 564 858 A1 eine Abzweigbox zum nachträglichen installieren an einer Spannung führenden Netzleitung bekannt. Durch die spezielle Ausgestaltung der Abzweigbox kann in einem explosionsgefährdeten Bereich eine oder mehrere Steckmöglichkeiten an einer installierten Netzleitung geschaffen werden. Die Abzweigbox stellt dann an ihrem Gehäuse explosionsgeschützte Steckmöglichkeiten zum Anschluss von elektrischen Kabeln bereit.
Im Übrigen sind explosionsgeschützte Steckverbindungen in vielen Varianten bekannt. Diese eignen sich dazu, dass eine Steckverbindung in einer explosionsgeschützten Atmosphäre hergestellt bzw. getrennt werden kann. Eine solche Steckverbindung ist beispielsweise aus EP 0 399 205 B1 bekannt.
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte explosionsgeschützte Anordnung mit einem explosionsgeschützten Anschlussgehäuse und einem explosionsgeschützten Betriebsmittelgehäuse zu schaffen. Insbesondere soll die Montage und Demontage vereinfacht werden.
Diese Aufgabe wird durch eine explosionsgeschützte Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Die explosionsgeschützte Anordnung weist ein explosionsgeschütztes Anschlussgehäuse sowie ein explosionsgeschütztes Betriebsmittelgehäuse auf. Das Anschlussgehäuse ist insbesondere in der Zündschutzart „erhöhte Sicherheit“ (Ex-e) ausgeführt. Das Betriebsmittelgehäuse ist insbesondere in der Zündschutzart „Druckfeste Kapselung“ (Ex-d) ausgeführt. Eine Verbindungseinrichtung dient zum Herstellen bzw. Lösen einer elektrischen Steckverbindung und einer mechanischen Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse und dem Betriebsmittelgehäuse. Es wird somit eine direkte Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse und dem Betriebsmittelgehäuse hergestellt. Eine Zwischenschaltung von elektrischen Verbindungskabeln ist nicht vorgesehen.
Die Verbindungsvorrichtung weist hierfür eine erste Verbindungseinheit an einer Anschlussgehäusewand des Anschlussgehäuses und eine zweite Verbindungseinheit an einer Betriebsmittelgehäusewand des Betriebsmittelgehäuses auf. Die beiden Verbindungseinheiten sind mechanisch und elektrisch miteinander verbindbar bzw. voneinander lösbar. Die erste Verbindungseinheit weist wenigstens eine Kontaktbuchse auf. Die Kontaktbuchse ist vorzugsweise unmittelbar in der Anschlussgehäusewand angeordnet. Zwischen der Kontaktbuchse und der Anschlussgehäusewand ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kein zünddurchschlagssicherer Spalt vorhanden, was die Montage erheblich vereinfacht. Die zweite Verbindungseinheit weist wenigstens einen Kontaktstift auf. Der Kontaktstift ist vorzugsweise unmittelbar in der Betriebsmittelgehäusewand angeordnet und erstreckt sich im Wesentlichen rechtwinklig von der Betriebsmittelgehäusewand weg. Jeder Kontaktstift ist einer Kontaktbuchse zugeordnet. In einer Steckrichtung, die parallel zur Erstreckungsrichtung des wenigstens einen Kontaktstifts ausgerichtet ist, kann der Kontaktstift in die zugeordnete Kontaktbuchse eingesteckt werden, wenn sich die beiden Gehäuse in Steckrichtung aufeinander zu bewegen. Entsprechend kann der Kontaktstift durch eine Relativbewegung der beiden Gehäuse in Steckrichtung voneinander weg aus der zugeordneten Kontaktbuchse herausgezogen werden. In einem inneren Kontaktbereich hat die Kontaktbuchse ein elektrisch leitfähiges Kontaktmittel. Wenn der Kontaktstift weit genug in die zugeordnete Kontaktbuchse eingeschoben ist, wird ein elektrisch leitfähiger Kontakt zwischen dem Kontaktmittel der Kontaktbuchse und einem elektrisch leitfähigen Kontaktkopf des Kontaktstifts hergestellt. Die elektrische Steckverbindung mit wenigstens einer Kontaktbuchse und wenigstens einem Kontaktstift ist explosionsgeschützt ausgeführt, beispielsweise in der Zündschutzart Ex-d
Zumindest eine der beiden Verbindungseinheiten weist einen Verbindungskörper auf. Der Verbindungskörper verläuft bei hergestellter Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse und dem Betriebsmittelgehäuse zwischen der Anschlussgehäusewand und der Betriebsmittelgehäusewand, wobei er vorzugsweise den Zwischenraum zwischen der Anschlussgehäusewand und der Betriebsmittelgehäusewand vollständig überbrückt. Der wenigstens eine Verbindungskörper hat einen Rohrteil. Der Rohrteil ist um die wenigstens eine Kontaktbuchse bzw. um den wenigstens einen Kontaktstift herum angeordnet. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Kontaktbuchse bzw. der wenigstens eine Kontaktstift vollständig im Rohrteil aufgenommen. Der wenigstens eine Verbindungskörper bzw. Rohrteil stellt bei hergestellter Verbindung zwischen den Anschlussgehäuse und dem Betriebsmittelgehäuse somit einen Verbindungsraum für die elektrische Steckverbindung zur Verfügung. Dieser Verbindungsraum kann in einer IP-Schutzart, vorzugsweise mindestens IP 54, ausgeführt sein. Außerdem kann der Verbindungsraum gegen das Eindringen von explosionsfähigen Gasen geschützt werden, beispielsweise durch entsprechende Dichtungen. Der Verbindungsraum muss nicht vollständig gasdicht ausgeführt sein, allerdings wird das Eindringen von Gasen in den Verbindungsraum für die elektrische Steckverbindung zumindest erschwert.
Die Verbindungsvorrichtung hat außerdem eine Sicherungseinrichtung. Bei hergestellter Verbindung sorgt die Sicherungseinrichtung für eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige mechanische Sicherung. Die Sicherung verhindert oder erschwert eine Relativbewegung des Anschlussgehäuses relativ zum Betriebsmittelgehäuse in Steckrichtung voneinander weg. Durch die Sicherungseinrichtung wird somit einem versehentlichen Lösen der hergestellten Verbindung entgegengewirkt. Vorzugsweise arbeitet die Sicherungseinrichtung mit dem wenigstens einen Verbindungskörper zusammen und sichert diesen am Anschlussgehäuse und/oder am Betriebsmittelgehäuse. Alternativ oder zusätzlich könnten auch an dem wenigstens einen Kontaktstift und/oder der wenigstens einen Kontaktbuchse Mittel vorhanden sein, die ein Trennen der elektrischen Steckverbindung erschweren.
Erfindungsgemäß wird somit das Anschlussgehäuse unmittelbar am Betriebsmittelgehäuse aufgesteckt und anschließend durch die Sicherungseinrichtung gesichert. Das Verbinden und Lösen ist in explosionsgefährdeter Atmosphäre möglich, da die elektrischen Steckverbindungsmittel explosionsgeschützt ausgeführt sind. Der wenigstens eine Verbindungskörper schützt die elektrische Verbindung und nimmt vorzugsweise mechanische Kräfte auf, die zwischen den beiden Gehäusen wirken.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer direkten Steckverbindung zwischen den beiden Gehäusen kann das Betriebsmittelgehäuse mit dem darin angeordneten Betriebsmittel völlig unabhängig vom Anschlussgehäuse montiert, demontiert oder ausgetauscht werden. Ein für Arbeiten in einer explosionsgefährdeten Umgebung speziell geschultes elektrisches Personal ist daher unabhängig von der Lieferung, der Aufstellung oder der Montage des Betriebsmittelgehäuses nur noch für das Anschließen des Anschlussgehäuses an eine Spannungsversorgungsleitung nötig. Das Herstellen und Lösen der Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse und dem Betriebsmittelgehäuse kann auch durch weniger qualifiziertes Personal ausgeführt werden. Ein Austausch des Betriebsmittelgehäuses mit dem darin angeordneten Betriebsmittel ist ohne Spannungsfreischaltung des Anschlussgehäuses möglich. Dadurch ist bei der Montage und Demontage einer explosionsgeschützten Anordnung eine hohe Flexibilität erreicht und Stillstandszeiten bei dem Defekt des elektrischen Betriebsmittels können reduziert werden. Der Austausch des Betriebsmittelgehäuses im Falle des Defekts des elektrischen Betriebsmittels durch ein anderes Betriebsmittelgehäuse mit einem funktionsfähigen elektrischen Betriebsmittel kann schnell und einfach ausgeführt werden.
Vorzugsweise weist das Anschlussgehäuse wenigstens eine Leitungseinführung auf, die explosionsgeschützt ausgeführt ist, um elektrische Energie innerhalb des Anschlussgehäuses bereitzustellen. Im Innenraum des Anschlussgehäuses sind Ex-Anschlussklemmen vorhanden, um die Kontaktbuchsen mit einem zugehörigen elektrischen Leiter elektrisch zu verbinden, wobei der elektrische Leiter über die wenigstens eine Leitungseinführung in das Innere des Anschlussgehäuses verlegt ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Anschlussgehäuse und/oder das Betriebsmittelgehäuse aus Kunststoff ausgeführt und vorzugsweise schlagfest. Zumindest eines der Gehäuse kann auch aus Aluminium und/oder einem metallischen Gusswerkstoff hergestellt sein.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist ein erster Verbindungskörper bei gelöster Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse und dem Betriebsmittelgehäuse mit der Anschlussgehäusewand verbunden und insbesondere unlösbar verbunden. Zusätzlich oder alternativ ist ein zweiter Verbindungskörper bei gelöster Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse und dem Betriebsmittelgehäuse mit dem Betriebsmittelgehäuse verbunden und insbesondere unlösbar verbunden. Unter einer unlösbaren Verbindung ist eine Verbindung zu verstehen, die nicht zerstörungsfrei gelöst werden kann. Insbesondere kann der erste Verbindungskörper integral ohne Naht- und Fügestelle mit der Anschlussgehäusewand und/oder der zweite Verbindungskörper integral ohne Naht- und Fügestelle mit der Betriebsmittelgehäusewand verbunden sein.
Es ist auch möglich, den ersten Verbindungskörper und einen Abschnitt der Anschlussgehäusewand als Einbaumodul auszuführen und in eine Montageöffnung in einer Wand des Anschlussgehäuses einzusetzen. Diese Ausführung gestattet beispielsweise eine Nachrüstung bestehender Anordnungen.
Der erste Verbindungskörper kann an seinem der Anschlussgehäusewand entgegengesetzten freien Ende eine ersten Verbindungsöffnung aufweisen. Entsprechend kann der zweite Verbindungskörper – soweit vorhanden – an seinem der Betriebsmittelgehäusewand entgegengesetzten freien Ende eine zweite Verbindungsöffnung aufweisen. Über die Verbindungsöffnungen ist der Zugang der wenigstens einen Kontaktbuchse bzw. zu dem wenigstens einen Kontaktstift zur Herstellung der elektrischen Steckverbindung möglich.
Der erste Verbindungskörper und/oder der zweite Verbindungskörper kann an dem jeweiligen freien Ende eine Anlagefläche aufweisen. Die Anlagefläche hat einen Normalenvektor, der vorzugsweise in Steckrichtung orientiert ist. Die Anlagefläche erstreckt sich vorzugsweise in einer Ebene, die rechtwinklig zur Steckrichtung ausgerichtet ist. Die Anlagefläche umschließt die zugeordnete erste Verbindungsöffnung bzw. zweite Verbindungsöffnung in Umfangsrichtung vollständig. Bei hergestellter Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse und dem Betriebsmittelgehäuse kann die Anlagefläche des ersten Verbindungskörpers an einer Gegenanlagefläche des Betriebsmittelgehäuses und/oder eine Anlagefläche des zweiten Verbindungskörpers an einer Gegenanlagefläche des Anschlussgehäuses anliegen. Zur Vergrößerung des flächigen Kontakts bei hergestellter Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse und dem Betriebsmittelgehäuse kann die Anlagefläche an einem Verbindungsflansch vorhanden sein. Der Verbindungsflansch ist vorzugsweise als Ringflansch ausgeführt und umschließt die erste Verbindungsöffnung bzw. die zweite Verbindungsöffnung in Umfangsrichtung vollständig.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist an der Anlagefläche eine Dichtung angeordnet, die die zugeordnete erste oder zweite Verbindungsöffnung in Umfangsrichtung vollständig umschließt. Dadurch kann der innerhalb des wenigstens einen Verbindungskörpers geschaffene Verbindungsraum abgedichtet werden, wenn die Dichtung bei hergestellter Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse und dem Betriebsmittelgehäuse den Spalt zwischen der Anlagefläche und der Gegenanlagefläche abdichtet. Die Dichtung kann als separates Elastomerteil oder als geschäumte Dichtung realisiert sein. Vorzugsweise wird für die Anordnung einschließlich des Verbindungsraums innerhalb des wenigstens einen Verbindungskörpers mindestens die Schutzklasse IP 54 erreicht. Über die Sicherungseinrichtung kann eine notwendige Anpresskraft der Dichtung gegen die Anlagefläche bzw. die Gegenanlagefläche erreicht werden.
Es ist bevorzugt, wenn lediglich ein Verbindungskörper und insbesondere der erste Verbindungskörper vorhanden ist. Das Anschlussgehäuse kann kleiner und handhabbarer sein als das Betriebsmittelgehäuse. Die Betriebsmittelgehäusewand hat in der Regel eine größere Fläche, so dass eine mit dem ersten Verbindungskörper und insbesondere dem Verbindungsflansch zusammenwirkende Sicherungseinrichtung sehr einfach montiert werden kann. Beispielsweise kann der Verbindungskörper mittels des Verbindungsflansches an der Betriebsmittelgehäusewand bei hergestellter elektrischer Steckverbindung durch eine Schraubverbindung gesichert werden.
Es ist weiter vorteilhaft, wenn die Verbindungsvorrichtung Führungsmittel aufweist, die dazu eingerichtet sind, die Relativausrichtung zwischen der wenigstens einen Kontaktbuchse und dem wenigstens einen Kontaktstift beim Herstellen der elektrischen Steckverbindung zu vereinfachen. Durch den wenigstens einen Verbindungskörper ist die Sicht beim Herstellen der Steckverbindung eingeschränkt, so dass die Führungsmittel die Montage vereinfachen können.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Führungsmittel wenigstens einen Führungskörper auf, der wenigstens eine Führungsfläche aufweist. Der Führungskörper ist an dem Anschlussgehäuse oder Betriebsmittelgehäuse vorhanden, das ohne Verbindungskörper ausgeführt ist. An dem jeweils anderen Gehäuse ist an dem Verbindungskörper eine Führungsgegenfläche vorhanden, die mit der wenigstens einen Führungsfläche des Führungskörpers beim Herstellen oder Trennen der elektrischen Steckverbindung zusammenwirkt.
Insbesondere kann der Führungskörper hohlzylindrisch ausgeführt sein. Zumindest befindet sich die wenigstens eine Führungsfläche auf einer Zylindermantelfläche. Der Außendurchmesser dieser Zylindermantelfläche ist kleiner als der Innendurchmesser des Rohrteils des Verbindungskörpers. Die Führungsgegenfläche kann somit durch die Innenfläche des Rohrteils des Verbindungskörpers gebildet sein. Durch eine solche Ausgestaltung ist sehr einfach ein Führungsmittel gebildet, das außerdem eine sichere mechanische Verbindung zwischen den beiden Gehäusen unterstützen kann. Zudem sind sowohl die Kontaktbuchsen an der Anschlussgehäusewand sowie die Kontaktstifte an der Betriebsmittelgehäusewand entweder durch den Verbindungskörper oder durch den Führungskörper gegen eine mechanische Beschädigung geschützt, wenn die Verbindung zwischen den beiden Gehäusen gelöst ist.
Dadurch, dass vorzugsweise explosionsgeschützte elektrische Steckverbinder – also wenigstens eine Kontaktbuchse und wenigstens ein Kontaktstift – bereitgestellt werden, ist es nicht notwendig, den durch den Verbindungskörper bei hergestellter Verbindung zwischen den Gehäusen bereitgestellten Verbindungsraum zünddurchschlagssicher auszuführen. Der Verbindungsraum ist vorzugsweise in einer IP-Schutzklasse geschützt. Dadurch ist auch die Anordnung der wenigstens einen Kontaktbuchse in der Anschlussgehäusewand und des wenigstens einen Kontaktstifts in der Betriebsmittelgehäusewand in der IP-Schutzklasse des Verbindungsraumes geschützt.
Es ist vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Kontaktbuchse und/oder der wenigstens eine Kontaktstift quer zur Steckrichtung bewegbar in der Anschlussgehäusewand bzw. der Betriebsmittelgehäusewand gelagert ist. Dadurch können sich beim Herstellen der elektrischen Steckverbindung der Kontaktstift und die zugeordnete Kontaktbuchse relativ zueinander ausrichten. Da bei hergestellter elektrischer Steckverbindung zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktbuchse vorzugsweise ein zünddurchschlagssicherer Spalt gebildet ist, ermöglicht diese bewegliche Lagerung eine größere Toleranz bei der Herstellung des Verbindungskörpers bzw. des Führungskörpers. Denn zwischen dem Verbindungskörper und dem wenigstens einen Führungskörper muss kein zünddurchschlagssicherer Spalt gebildet werden, und so lassen sich der Fertigungsaufwand und die Fertigungskosten durch diese Maßnahme deutlich reduzieren.
Beispielsweise kann die Kontaktbuchse einen Montageabschnitt aufweisen, dessen Umfangsfläche quer zur Steckrichtung eine kleinere Abmessung aufweist, als ein Durchgangsloch in der Anschlussgehäusewand, in dem die Umfangsfläche des Montageabschnitts angeordnet ist. Das dadurch verbleibende Spiel zwischen der Umfangswand und dem Durchgangsloch ermöglicht eine Bewegung der Kontaktbuchse quer zur Steckrichtung. Es ist auch möglich, zwischen der Umfangsfläche des Montageabschnitts und dem Durchgangsloch elastisches Material vorzusehen, um die Beweglichkeit der Kontaktbuchse zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die Kontaktbuchse am Montageabschnitt durch eine Halteeinrichtung gegen ein Verschieben in Steckrichtung gesichert. Die Halteeinrichtung kann beispielsweise zwei Ringe oder Scheiben aufweisen, die auf entgegengesetzten Seiten der Anschlussgehäusewand angeordnet sind und deren Abmessung zumindest abschnittsweise größer ist als die Abmessung des betreffenden Durchgangslochs. Es versteht sich, dass eine solche Anordnung nicht nur für die Kontaktbuchse, sondern auch für den wenigstens einen Kontaktstift vorgesehen sein kann.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn ein Codiermittel vorhanden ist, um die Zuordnung von mehreren Kontaktstiften zu mehreren zugeordneten Kontaktbuchsen vorzugeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Zeichnung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel einer explosionsgeschützten Anordnung in einem schematischen Schnittbild parallel zu einer Steckrichtung,
2 eine Draufsicht auf die Anordnung aus 1 in Steckrichtung,
3 eine vergrößerte Detaildarstellung der Verbindungsvorrichtung der Anordnung aus den 1 und 2 in einem Schnittbild parallel zur Steckrichtung,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Verbindungsvorrichtung in derselben Ansicht wie 3,
5 und 6 jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Verbindungsvorrichtung der Anordnung in einem Schnittbild parallel zur Steckrichtung,
7 eine stark schematisierte Draufsicht auf eine erste Verbindungseinheit der Verbindungsvorrichtung gemäß der 1 bis 3 und
8 eine stark schematisierte Draufsicht auf eine zweite Verbindungseinheit der Verbindungsvorrichtung gemäß der 1 bis 3.
In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer explosionsgeschützten Anordnung 10 veranschaulicht. Die Anordnung 10 weist ein explosionsgeschütztes Anschlussgehäuse 11 auf, das beispielsgemäß in der Zündschutzart „erhöhte Sicherheit“ Ex-e ausgeführt ist. Zu der Anordnung 10 gehört außerdem ein explosionsgeschütztes Betriebsmittelgehäuse 12, das in der Zündschutzart „druckfeste Kapselung“ (Ex-d) ausgeführt ist. In dem Betriebsmittelgehäuse 12 ist ein elektrisches Betriebsmittel 13 angeordnet, dem elektrische Energie und/oder elektrische Steuersignale zugeführt werden. Über das Betriebsmittelgehäuse 12 ist sichergestellt, dass heiße Gase, Zündfunken oder andere Zündquellen nicht zu einer Explosion der umgebenden Atmosphäre führen können.
Die elektrische Energiezufuhr, insbesondere die Spannungsoder Stromversorgung, ist nicht direkt mit dem Betriebsmittel 13 verbunden. Bei der Anordnung 10 werden im und am Anschlussgehäuse 11 Mittel bereitgestellt, über die der Anschluss des Betriebsmittels 13 bzw. des Betriebsmittelgehäuses 12 gefahrlos und explosionsgeschützt erfolgen kann.
Beispielsgemäß ist eine Verbindungsvorrichtung 17 vorhanden, die zur direkten Herstellung einer elektrischen Steckverbindung sowie einer mechanischen Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse 11 und dem Betriebsmittelgehäuse 12 dient. Die Verbindungsvorrichtung 17 hat eine am Anschlussgehäuse 11 angeordnete erste Verbindungseinheit 18 sowie eine am Betriebsmittelgehäuse 12 angeordnete zweite Verbindungseinheit 19. Die beiden Verbindungseinheiten 18, 19 können durch eine Relativbewegung in einer Steckrichtung R aufeinander zu mechanisch und elektrisch verbunden und durch eine Relativbewegung in der Steckrichtung R voneinander weg mechanisch und elektrisch voneinander getrennt werden.
Zu der ersten Verbindungseinheit 18 gehört ein erster Verbindungskörper 20. Der erste Verbindungskörper 20 ist unlösbar mit einer Anschlussgehäusewand 21 verbunden. Beim Ausführungsbeispiel ist der erste Verbindungskörper integral ohne Naht- und Fügestelle mit der Anschlussgehäusewand 21 ausgeführt. Der erste Verbindungkörper 20 weist einen Rohrteil 22 auf, der beim Ausführungsbeispiel hohlzylindrisch mit einem beispielsgemäß kreisringförmigen Querschnitt ausgeführt ist. Der Rohrteil 22 erstreckt sich koaxial zu einer Verbindungsachse A (3). Die Verbindungsachse A ist parallel zur Steckrichtung R ausgerichtet.
An dem der Anschlussgehäusewand 21 entgegengesetzten freien Ende 23 des ersten Verbindungskörpers 20 ist ein Verbindungsflansch 24 vorhanden. Der Verbindungsflansch 24 erstreckt sich ausgehend vom Rohrteil 20 radial zur Verbindungsachse A weg. Der Verbindungsflansch 24 ist beispielsgemäß als Ringflansch ausgeführt. Er umschließt eine erste Verbindungsöffnung 25 am freien Ende 23 des ersten Verbindungskörpers 20 in einer Umfangsrichtung U um die Verbindungsachse A vollständig.
An dem freien Ende 23 und beispielsgemäß an dem Verbindungsflansch 24 des ersten Verbindungskörpers 20 ist eine erste Anlagefläche 26 gebildet. Bei hergestellter Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse 11 und dem Betriebsmittelgehäuse 12 liegt die erste Anlagefläche 26 an einer ersten Gegenanlagefläche 27 des Betriebsmittelgehäuses 12 an. Die erste Gegenanlagefläche 27 ist an einer Außenseite einer Betriebsmittelgehäusewand 28 des Betriebsmittelgehäuses 12 vorhanden. Die erste Anlagefläche 26 und die erste Gegenanlagefläche 27 erstrecken sich beispielsgemäß in einer Radialebene bezüglich der Verbindungsachse A.
An der ersten Anlagefläche 26 ist im Ausführungsbeispiel eine Dichtung 29 angeordnet. Die Dichtung 29 verläuft ringförmig geschlossen um die erste Verbindungsöffnung 25 herum. Die Dichtung 29 kann als Elastomerteil, beispielsweise als Ringdichtung, ausgeführt und in einer Nut 30 eingelegt sein. Alternativ dazu kann die Dichtung 29 auch geschäumt sein. Die Nut 30 ist am freien Ende 23 und beispielsgemäß am Verbindungsflansch 24 vorgesehen und in Steckrichtung R offen. In Steckrichtung R ragt die Dichtung 29 in unverformtem Zustand aus der Nut 30 heraus. Bei hergestellter Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse 11 und dem Betriebsmittelgehäuse 12 wird die Dichtung 29 gegen die erste Gegenanlagefläche 27 gedrückt und dichtet den Spalt zwischen der ersten Anlagefläche 26 und der ersten Gegenanlagefläche 27 ab. Alternativ dazu kann die Dichtung 29 auch im unverformten Zustand vollständig in der Nut 30 angeordnet sein, wenn an der ersten Gegenanlagefläche 27 eine Erhebung vorhanden ist, die bei hergestellter Verbindung in die Nut 29 eingreift, um die Dichtwirkung zu erzielen.
Zwischen der Anschlussgehäusewand 21 und dem freien Ende 23 des ersten Verbindungskörpers 20 ist radial innerhalb im ersten Verbindungskörper 20 bzw. im Rohrteil 22 ein Verbindungsraum 35 geschaffen. Der Verbindungsraum 35 ist durch den Kontakt der ersten Anlagefläche 26 an der Gegenanlagefläche 27 und die beispielsgemäß vorhandene Dichtung 29 abgedichtet und erfüllt insbesondere zumindest die IP-Schutzklasse 54. Außerdem wird über die Dichtung 29 der Gaseintritt in den Verbindungsraum 35 bei hergestellter Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse 11 und dem Betriebsmittelgehäuse 12 zumindest erschwert.
An der Betriebsmittelgehäusewand 28 ragt ein Führungskörper 36 in Steckrichtung R weg. Der Führungskörper 36 ist beim Ausführungsbeispiel hohlzylindrisch ausgeführt und koaxial zur Verbindungsachse A angeordnet. Bei hergestellter Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse 11 und dem Betriebsmittelgehäuse 12 ragt der Verbindungskörper 36 in den Verbindungsraum 35 hinein. Die von der Verbindungsachse A abgewandte Umfangsfläche des Verbindungskörpers 36 bildet eine Führungsfläche 37. Die Führungsfläche 37 hat einen kleineren Radius bezüglich der Verbindungsachse A als die Innenfläche des Rohrteils 22 des ersten Verbindungskörpers 20, die eine Führungsgegenfläche 38 bildet. Die Führungsfläche 37 und die Führungsgegenfläche 38 arbeiten beim Herstellen der Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse 11 und dem Betriebsmittelgehäuse 12 zusammen, um die Relativpositionierung der beiden Gehäuse 11, 12 zu vereinfachen. Zwischen der Führungsfläche 37 und der Führungsgegenfläche 38 ist ein Führungsspiel vorhanden, um das Verbinden bzw. Aufstecken des Anschlussgehäuses 11 in Steckrichtung R auf den Führungskörper 36 zu vereinfachen.
Anstelle eines hohlzylindrischen Führungskörpers 36 ist es auch möglich, mehrere Führungskörper mit jeweils einer Führungsfläche vorzusehen. Die Führungsflächen der Führungskörper liegen dann auf einer Zylindermantelfläche, deren Radius bezüglich der Verbindungsachse A kleiner ist als der Radius der Führungsgegenfläche 38 am Verbindungskörper 20.
In Abwandlung zu dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel könnten die Führungsfläche 37 und die Führungsgegenfläche 38 auch an separaten Bauelementen vorhanden sein. Durch die beispielsgemäß gewählte Ausführung kann jedoch der ohnehin vorhandene Verbindungskörper 20 gleichzeitig als Positionierhilfe verwendet werden und mit dem Führungskörper 36 zusammenarbeiten.
Zu der ersten Verbindungseinheit 18 gehört außerdem wenigstens eine Kontaktbuchse 43. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 bis 3 sind zwei Kontaktbuchsen 43 vorhanden. Die Kontaktbuchsen 43 sind in der Anschlussgehäusewand 21 angeordnet und ragen in etwa parallel zur Verbindungsachse A von der Anschlussgehäusewand 21 bis zu einem äußeren Ende 44 weg. Am äußeren Ende 44 befindet sich jeweils eine Buchsenöffnung 45. Über die Buchsenöffnung 45 ist ein Buchseninnenraum 46 zugänglich. Im Buchseninnenraum 46 ist mit ausreichendem Abstand von der Buchsenöffnung 45 wenigstens eine elektrisch leitfähige Kontaktfläche 47 angeordnet, die beispielsweise hohlzylindrisch ausgeführt sein kann oder mehrere sich parallel zur Verbindungsachse A erstreckende Kontaktfahnen aufweisen kann. Im Gehäuseinnenraum des Anschlussgehäuses 11 ist die wenigstens eine Kontaktfläche 47 elektrisch jeweils mit einem Anschlussleiter 48 verbunden.
Jede Kontaktbuchse 43 weist einen Montageabschnitt 49 auf. Am Montageabschnitt 49 weist die Kontaktbuchse 43 eine Umfangsfläche 50 auf, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser eines Durchgangslochs 51 in der Anschlussgehäusewand 21. Dadurch ist die Kontaktbuchse 43 rechtwinklig zu ihrer Erstreckungsrichtung bzw. rechtwinklig zur Steckrichtung R beweglich in der Anschlussgehäusewand 21 gelagert. Um ein Verschieben der Kontaktbuchse 43 in Steckrichtung R zu vermeiden, ist eine Halteeinrichtung 52 vorhanden, die beim Ausführungsbeispiel zwei Halteteile 53, 54 aufweist.
Die beiden Halteteile 53, 54 sind auf entgegengesetzten Seiten der Anschlussgehäusewand 21 angeordnet und weisen rechtwinklig zur Steckrichtung R zumindest abschnittsweise eine Abmessung auf, die größer ist als das Durchgangsloch 51. Somit ist die Kontaktbuchse 43 parallel zur Verbindungsachse A gegen ein ungewolltes Verschieben gesichert.
Die beiden Halteteile 53, 54 erzeugen gegen die Anschlussgehäusewand 21 keine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung, die bei den hier auftretenden Kräften während der Herstellung der Steckverbindung zwischen den beiden Gehäusen 11, 12 eine Verschiebung der Kontaktbuchse 43 quer zur Steckrichtung R verhindern würde.
Das eine Halteteil 53 kann beispielsweise durch einen Endflansch gebildet sein, der an dem dem äußeren Ende 44 entgegengesetzten inneren Ende der Kontaktbuchse 43 im Innenraum des Anschlussgehäuses 11 vorhanden ist. Das andere Halteteil 54 kann durch einen Sicherungsring oder eine Sicherungsmutter gebildet sein, die vom äußeren Ende 44 her über die Kontaktbuchse 43 geführt und an der Kontaktbuchse 43 kraftschlüssig und/oder formschlüssig gesichert wird.
Zu der zweiten Verbindungseinrichtung 19 gehört wenigstens ein Kontaktstift 58. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß der 1 bis 3 sind zwei Kontaktstifte 58 vorhanden, wobei jeder Kontaktstift 58 einer Kontaktbuchse 43 zugeordnet ist. Jeder Kontaktstift 58 erstreckt sich parallel zur Steckrichtung R. Der wenigstens eine Kontaktstift 58 durchsetzt die Betriebsmittelgehäusewand 28 und kann an seinem in Innenraum des Betriebsmittelgehäuses 12 angeordneten inneren Ende über einen Verbindungsleiter 59 mit dem elektrischen Betriebsmittel 13 verbunden sind. Der Kontaktstift 58 hat an seinem äußeren freien Ende einen Kontaktkopf 60, der zumindest teilweise aus elektrisch leitfähigen Material besteht. Es ist auch möglich, den gesamten Kontaktstift 58 aus elektrisch leitfähigem Material herzustellen, wobei er gegenüber der Betriebsmittelgehäusewand 28 elektrisch isoliert ist. Dazu kann beispielsweise eine Isolationshülse 61 zwischen dem Kontaktstift 58 und der Betriebsmittelgehäusewand 28 angeordnet sein (3 und 4).
Da das Betriebsmittelgehäuse 12 beispielsgemäß als druckfeste Kapselung ausgeführt ist, sind die Kontaktstifte 58 bevorzugt stoffschlüssig in Ausnehmungen der Betriebsmittelgehäusewand 28 befestigt, so dass eine zündspaltfreie und vorzugsweise gasdichte Durchführung des wenigstens einen Kontaktstiftes 58 erfolgt.
Der wenigstens eine Kontaktstift 58 erstreckt sich beispielsgemäß radial innerhalb des hohlzylindrischen Führungskörpers 36. Die Abmessung des wenigstens einen Kontaktstiftes 58 von seinem äußeren Ende am Kontaktkopf 60 bis zur Außenseite der Betriebsmittelgehäusewand 28 ist vorzugsweise größer als die Abmessung des Führungskörpers 36. Die Abmessung des ersten Verbindungskörpers 20 von der Außenseite der Anschlussgehäusewand 21 bis zur ersten Anlagefläche 26 ist beispielsgemäß größer als die Abmessung des Führungskörpers 36 sowie des wenigstens einen Kontaktstiftes 58 von der Außenseite der Betriebsmittelgehäusewand 28 bis zum jeweiligen freien äußeren Ende.
Zur Zuführung von Netz- oder Versorgungsspannungsleitungen oder anderen elektrischen Leitungen in den Innenraum des Anschlussgehäuses 11 weist dieses beispielsgemäß eine oder mehrere Leitungsdurchführungen 63 auf (1 und 2). Die Leitungsdurchführungen 63 sind vorzugsweise auf der der Anschlussgehäusewand 63 entgegengesetzten Seite des Anschlussgehäuses 11 angeordnet.
Um die mechanische Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse 11 und dem Betriebsmittelgehäuse 12 bei hergestellter elektrischer Steckverbindung zwischen der wenigstens einen Kontaktbuchse 43 und dem wenigstens einen Kontaktstift 58 zu sichern, weist die Verbindungsvorrichtung 17 eine Sicherungseinrichtung 64 auf. Die Sicherungseinrichtung 64 sorgt dafür, dass zwischen dem Anschlussgehäuse 11 und dem Betriebsmittelgehäuse 12 eine kraft- und/oder formschlüssige mechanische Sicherung hergestellt werden kann, um ein ungewolltes Lösen der elektrischen Steckverbindung in Steckrichtung R zu verhindern. Die Sicherungseinrichtung 64 kann hierfür Rastmittel, Klemmmittel oder dergleichen aufweisen. Beim Ausführungsbeispiel weist die Sicherungseinrichtung 64 mehrere Schraubverbindungsmittel 65 auf, mittels derer eine Schraubverbindung zwischen dem Verbindungsflansch 24 des ersten Verbindungskörpers 20 und der Betriebsmittelgehäusewand 28 hergestellt werden kann. Hierfür hat der Verbindungsflansch 24 wenigstens einen und beispielsgemäß mehrere Befestigungsabschnitte 24a. Die Befestigungsabschnitte 24a ragen aus dem Lichtraumprofil des Anschlussgehäuses 11 in Steckrichtung R heraus. Sie sind daher in Steckrichtung R betrachtet seitlich neben dem Anschlussgehäuse 11 angeordnet, wie es in 2 veranschaulicht ist. Dadurch sind die Befestigungsabschnitte 24a und die Schraubverbindungsmittel 65 zugänglich und die Montage am Betriebsmittelgehäuse 12 ist vereinfacht.
Mit Hilfe der Sicherungseinrichtung 64 wird auch die Dichtkraft zwischen der ersten Anlagefläche 26 und der Gegenanlagefläche 27 und insbesondere die Anpresskraft der Dichtung 29 gegen die erste Gegenanlagefläche 27 erzeugt, so dass für den Verbindungsraum 35 ein ausreichender IP-Schutz sichergestellt ist. Da die Kontaktbuchsen 43 mit Spiel in der Anschlussgehäusewand 21 sitzen, wird über die Dichtwirkung zwischen dem Verbindungskörper 20 und der Betriebsmittelgehäusewand 28 auch das Eindringen von Wasser, Staub oder Gas in das Anschlussgehäuse 11 verhindert bzw. zumindest erschwert.
Die Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse 11 und dem Betriebsmittelgehäuse 12 wird wie folgt hergestellt:
Das Anschlussgehäuse 11 wird mit dem ersten Verbindungskörper 20 über den Führungskörper 36 gesteckt. Dabei wird eine Relativpositionierung des Anschlussgehäuses 11 gegenüber dem Betriebsmittelgehäuse 12 rechtwinklig zur Verbindungsachse A erreicht. Diese Relativpositionierung ist aufgrund des Spiels zwischen der Führungsfläche 37 und der Führungsgegenfläche 38 nicht exakt. Um die Kontaktstifte 58 in die jeweils zugeordnete Kontaktbuchse 43 einstecken zu können, ist sozusagen eine Selbstzentrierung der Kontaktbuchsen 43 vorgesehen. Diese sind quer zur Verbindungsachse A mit Spiel in den Durchgangslöchern 51 gelagert und können sich koaxial zum zugeordneten Kontaktstift ausrichten. Durch diese Maßnahme ist eine sehr exakte Fertigung des Führungskörpers 36 mit der Führungsfläche 37 und des ersten Verbindungskörpers 20 mit der Führungsgegenfläche 38 nicht notwendig.
Die Steckverbindung zwischen einem Kontaktstift 58 und einer zugeordneten Kontaktbuchse 43 ist explosionsgeschützt ausgeführt. Ausgehend von der Buchsenöffnung 45 ist der erste Axialabschnitt der Kontaktbuchse 43 frei von der elektrisch leitfähigen Kontaktfläche 47. Durch das Einschieben des zugeordneten Kontaktstiftes 58 entsteht in diesem Bereich ein zünddurchschlagsicherer Spalt. Der Außendurchmesser des Kontaktstiftes 58 und der Innendurchmesser der Kontaktbuchse 43 sind zumindest im ersten Axialabschnitt anschließend an die Buchsenöffnung 45 sehr genau aneinander angepasst. Erst wenn ein Kontaktstift 58 ausreichend weit in die Kontaktbuchse 43 eingesteckt und ein zünddurchschlagsicherer Spalt gebildet ist, ist der Kontaktkopf 60 ausreichend nahe am Kontaktmittel 47 der Kontaktbuchse 43, so dass ein entstehender Zündfunke durch den gebildeten zünddurchschlagsicheren Spalt gelöscht wird und nicht zu einer Zündung der umgebenden Gasatmosphäre führen kann.
Die Steckbewegung in Steckrichtung R ist beendet, wenn die erste Anlagefläche 26 an der ersten Gegenanlagefläche 27 anliegt. Der Kontaktkopf 60 ist dann elektrisch leitend mit dem Kontaktmittel 47 verbunden, so dass eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen einem Kontaktstift 58 und der zugeordneten Kontaktbuchse 43 besteht. Der Verbindungsraum 35 ist mit Hilfe des ersten Verbindungskörpers 20 abgeschlossen. Über die Sicherungseinrichtung 64 und beispielsgemäß die Schraubverbindungsmittel 65 wird die mechanische Verbindung gesichert und die Dichtwirkung erhöht.
Zum Lösen dieser Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse 11 und dem Betriebsmittelgehäuse 12 wird umgekehrt vorgegangen. Zunächst wird die Sicherungseinrichtung 64 gelöst und anschließend kann das Anschlussgehäuse 11 in Steckrichtung R vom Betriebsmittelgehäuse 12 weggezogen werden.
Es ist somit eine einfache Montage und Demontage der elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse 11 und dem Betriebsmittelgehäuse 12 erreicht. Das Herstellen und Lösen der Verbindung kann ohne besondere Qualifikation auch in der explosionsgefährdeten Umgebung ausgeführt werden. Nach dem Lösen der Verbindung sind die elektrischen Betriebsmittel 13 und auch die Kontaktstifte 58 spannungsfrei und können nicht zu einer Zündung der explosionsgefährdeten Atmosphäre führen.
In 4 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Verbindungsvorrichtung 17 veranschaulicht. Wie in 4 zu sehen ist, kann der Führungskörper 36 mit der Führungsfläche 37 entfallen. Durch die selbst zentrierende Lagerung der Kontaktbuchsen 43 ist auch bei dieser Ausführung das Herstellen der elektrischen und mechanischen Verbindung problemlos möglich.
Ein weiterer Unterschied der Ausführung gemäß 4 gegenüber der zuvor beschriebenen Ausführung besteht außerdem darin, dass der erste Verbindungskörper 20 mit einem Gehäusewandabschnitt 66 der Anschlussgehäusewand 21 ein separates Modulteil 67 bildet. Der Gehäusewandabschnitt 66 erstreckt sich radial innerhalb des ersten Verbindungskörpers 20 und weist die Durchgangslöcher 51 zur Befestigung der Kontakthülsen 43 auf. Der Gehäusewandabschnitt 66 des Modulteils 67 ist in eine Montageöffnung 68 eingesetzt, die in der Anschlussgehäusewand 21 vorhanden ist. Ein die Montageöffnung 68 umschließender Rand der Anschlussgehäusewand 21 dient zur Befestigung des Modulteils 67, beispielsweise durch eine Schraubverbindung. Zur Abdichtung kann auch zwischen dem Modulteil 67 und der Anschlussgehäusewand 21 eine Dichtung 69 vorhanden sein, die die Montageöffnung 68 vollständig umschließt.
Im Übrigen entspricht die Verbindungsvorrichtung 17 nach 4 dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel gem. der 1 bis 3, so dass auf die vorstehende Erläuterung Bezug genommen werden kann.
In 7 ist die erste Verbindungseinheit in Draufsicht in Steckrichtung R auf die erste Anlagefläche 26 des Verbindungsflansches 24 veranschaulicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind im Unterschied zu den bisher beschriebenen Ausführungsformen eine Vielzahl von Kontaktbuchsen 43 vorgesehen. Die zugehörige zweite Verbindungseinheit 19 ist schematisch in 8 in Draufsicht auf die Kontaktstifte 58 in Steckrichtung R veranschaulicht. Es ist zu erkennen, dass die Anzahl der Kontaktstifte 58 kleiner ist als die Anzahl der Kontaktbuchsen 43, um eine Codierung zu erreichen. Eine elektrische Verbindung ist lediglich in einer Drehposition um die Verbindungsachse A möglich. Hierfür sind einige der vorhandenen Kontaktbuchsen verschlossen. Der jeweilige Buchseninnenraum 46 ist mit einem Füllkörper 70 oder einem anderen Füllmittel verschlossen. Der Füllkörper 70 bzw. das Füllmittel ist in 7 schematisch durch eine Karo-Schraffierung veranschaulicht. Es ist nicht möglich, in die gefüllten Kontaktbuchsen 43 einen Kontaktstift 58 einzustecken. Durch ein entsprechendes Anordnungsmuster der Kontaktstifte 58 und der mit dem Füllkörper 70 verschlossenen Kontaktbuchsen 43 lässt sich eine eindeutige Zuordnung zwischen den Kontaktstiften 58 und den Kontaktbuchsen 43 erreichen, so dass eine elektrische Verbindung lediglich nur in einer Übereinstimmung von Kontaktstift und nicht verschlossener Kontaktbuchse, beispielsweise in einer einzigen Drehlage um die Verbindungsachse A, hergestellt werden kann.
Abhängig von der Anzahl der benötigten Kontaktstifte 58 und der Anzahl der bereitgestellten Kontaktbuchsen 43 lassen sich eine Vielzahl von Codierungen realisieren.
Es versteht sich, dass auch andere Codierungsmittel vorgesehen sein können, um eine korrekte Zuordnung zwischen einem betreffenden Kontaktstift 58 und einer zugeordneten Kontaktbuchse 43 zu erreichen.
In den 5 und 6 sind weitere Ausführungsbeispiele zur Ausbildung der Verbindungsvorrichtung 17 veranschaulicht. 5 zeigt eine Möglichkeit, wonach am Anschlussgehäuse 11 ein erster Verbindungskörper 20 und am Betriebsmittelgehäuse 12 ein zweiter Verbindungskörper vorhanden ist. Am zweiten Verbindungskörper 75 ist analog zum ersten Verbindungskörper 20 ein Verbindungsflansch mit einer zweiten Anlagefläche 76 vorhanden. Die zweite Anlagefläche 76 übernimmt die Funktion der Gegenanlagefläche 27 bei den vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Radial innen am zweiten Verbindungskörper 75 kann analog zum Ausführungsbeispiel gemäß der 1 bis 3 der hohlzylindrische Führungskörper 36 vorhanden sein.
Ein weiter abgewandeltes Ausführungsbeispiel ist in 6 veranschaulicht. Der erste Verbindungskörper 20 ist hierbei ohne Verbindungsflansch ausgeführt. Die Abdichtung mit Hilfe von einer oder mehreren Dichtungen 29 erfolgt zwischen der Innenfläche des ersten Verbindungskörpers 20 und der Mantelaußenfläche bzw. der Führungsfläche 37 des Führungskörpers 36. In Radialrichtung können an einer oder mehreren Stellen Bolzensicherungen bzw. Schraubverbindungen zwischen dem ersten Verbindungskörper 20 und dem Führungskörper 36 vorgesehen sein, um eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung herzustellen.
Die Erfindung betrifft eine explosionsgeschützte Anordnung 10 mit einem Anschlussgehäuse 11 in der Zündschutzart „erhöhte Sicherheit“ und einem Betriebsmittelgehäuse 12 in der Zündschutzart „druckfeste Kapselung“. Über eine Verbindungsvorrichtung 17 kann eine elektrische Steckverbindung sowie eine mechanische Verbindung direkt zwischen dem Anschlussgehäuse 11 und dem Betriebsmittelgehäuse 12 hergestellt werden. Am Anschlussgehäuse 11 ist hierfür eine erste Verbindungseinheit 18 und am Betriebsmittelgehäuse 12 eine zweite Verbindungseinheit 19 vorgesehen. Zu der ersten Verbindungseinheit 18 gehört wenigstens eine Kontaktbuchse 43 und zu der zweiten Verbindungseinheit 19 wenigstens ein Kontaktstift 58. Durch eine Steckbewegung in Steckrichtung R kann die Kontaktbuchse 43 auf den Kontaktstift 58 gesteckt werden. Durch eine entgegengesetzte Lösebewegung wird die elektrische Verbindung getrennt. Bei hergestellter Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse 11 und dem Betriebsmittelgehäuse 12 ist die elektrische Steckverbindung in einem Verbindungsraum 35 angeordnet, der durch einen Verbindungskörper 20, 75 umschlossen ist. Der Verbindungsraum 35 ist vorzugsweise nach einer IP-Schutzklasse von mindestens 54 geschützt.
Bezugszeichenliste

10: Anordnung
11: Anschlussgehäuse
12: Betriebsmittelgehäuse
13: Betriebsmittel
17: Verbindungsvorrichtung
18: erste Verbindungseinheit
19: zweite Verbindungseinheit
20: erster Verbindungskörper
21: Anschlussgehäusewand
22: Rohrteil
23: freies Ende des ersten Verbindungskörpers
24: Verbindungsflansch
25: Verbindungsöffnung
26: erste Anlagefläche
27: erste Gegenanlagefläche
28: Betriebsmittelgehäusewand
29: Dichtung
30: Nut
35: Verbindungsraum
36: Führungskörper
37: Führungsfläche
38: Führungsgegenfläche
43: Kontaktbuchse
44: äußeres Ende
45: Buchsenöffnung
46: Buchseninnenraum
47: Kontaktmittel
48: Anschlussleiter
49: Montageabschnitt
50: Umfangsfläche
51: Durchgangsloch
52: Halteeinrichtung
53: Halteteile
54: Halteteile
58: Kontaktstift
59: Verbindungsleiter
60: Kontaktkopf
61: Isolationshülse
63: Leitungsdurchführung
64: Sicherungseinrichtung
65: Schraubverbindungsmittel
66: Gehäusewandabschnitt
67: Modulteil
68: Montageöffnung
69: Dichtung
70: Füllkörper
75: zweiter Verbindungskörper
76: zweite Anlagefläche
A: Verbindungsachse
R: Steckrichtung
U: Umfangsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1564858 A1 [0004]
EP 0399205 B1 [0005]

Claims

Explosionsgeschützte Anordnung (10) aufweisend ein explosionsgeschütztes Anschlussgehäuse (11) sowie ein explosionsgeschütztes Betriebsmittelgehäuse (12), mit einer Verbindungsvorrichtung (17), die zum Herstellen und/oder Lösen einer kabellosen elektrischen Steckverbindung und mechanischen Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse (11) und dem Betriebsmittelgehäuse (12) eingerichtet ist, wobei die Verbindungsvorrichtung (17) eine erste Verbindungseinheit (18) an einer Anschlussgehäusewand (21) des Anschlussgehäuses (11) und eine mit der ersten Verbindungseinheit (18) mechanisch und elektrisch verbindbare zweite Verbindungseinheit (19) an einer Betriebsmittelgehäusewand (28) des Betriebsmittelgehäuses (12) aufweist, wobei die erste Verbindungseinheit (18) wenigstens eine in der Anschlussgehäusewand (21) angeordnete Kontaktbuchse (43) aufweist, und wobei die zweite Verbindungseinheit (19) wenigstens einen in der Betriebsmittelgehäusewand (28) angeordneten, parallel zu einer Steckrichtung (R) in eine zugeordnete Kontaktbuchse (43) einsteckbaren und aus der zugeordneten Kontaktbuchse (43) herausziehbaren Kontaktstift (58) aufweist, wobei zumindest eine der Verbindungseinheiten (18, 19) einen Verbindungskörper (20) aufweist, der sich bei hergestellter Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse (11) und dem Betriebsmittelgehäuse (12) erstreckt und einen Rohrteil (22) aufweist, der die wenigstens eine Kontaktbuchse (43) und/oder den wenigstens einen Kontaktstift (58) in einer Umfangsrichtung (U) um die Steckrichtung (R) vollständig umschließt, und wobei die Verbindungsvorrichtung (17) eine Sicherungseinrichtung (64) aufweist, die bei hergestellter Verbindung eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige mechanische Sicherung bewirkt, die einer Relativbewegung in Steckrichtung (R) des Anschlussgehäuses (11) vom Betriebsmittelgehäuse (12) weg entgegenwirkt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Verbindungskörper (20) bei gelöster Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse (11) und dem Betriebsmittelgehäuse (12) mit der Anschlussgehäusewand (28) verbunden ist und/oder dass ein zweiter Verbindungskörper (75) bei gelöster Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse (11) und dem Betriebsmittelgehäuse (12) mit dem Betriebsmittelgehäuse (12) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungskörper (20) an seinem der Anschlussgehäusewand (21) entgegengesetzten freien Ende (23) eine erste Verbindungsöffnung (25) aufweist und/oder dass der zweite Verbindungskörper (75) an seinem der Betriebsmittelgehäusewand (28) entgegengesetzten freien Ende eine zweite Verbindungsöffnung aufweist.
Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verbindungskörper (20) und/oder der zweite Verbindungskörper (75) an dem jeweiligen freien Ende (23) eine Anlagefläche (26) aufweist, die in Steckrichtung (R) orientiert ist und die die jeweilige Verbindungsöffnung (25) in Umfangsrichtung (U) vollständig umschließt.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (26) bei hergestellter Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse (11) und dem Betriebsmittelgehäuse (12) an einer Gegenanlagefläche (27) des Betriebsmittelgehäuses (12) bzw. des Anschlussgehäuses (11) oder eines anderen Verbindungskörpers (75) anliegt.
Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (26) an einem Verbindungsflansch (24) vorhanden ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anlagefläche (26) eine Dichtung (29) angeordnet ist, die die Verbindungsöffnung (25) in Umfangsrichtung (U) vollständig umschließt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich der erste Verbindungskörper (20) oder der zweite Verbindungskörper vorhanden ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 8, dadurch gekennzeichnet, dass von der Anschlussgehäusewand (21) oder von der Betriebsmittelgehäusewand (28) wenigstens ein Führungskörper (36) wegragt, der wenigstens eine Führungsfläche (37) aufweist, die mit wenigstens einer Führungsgegenfläche (38) an dem Verbindungskörper (20) beim Herstellen oder Trennen der Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse (11) und dem Betriebsmittelgehäuse (12) zusammenwirkt.
Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Führungsfläche (37) auf einer Zylindermantelfläche liegt, deren Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohrteils (22) des Verbindungskörpers (20) und die Führungsgegenfläche (38) durch die Innenfläche des Rohrteils (22) des Verbindungskörpers (20) gebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei hergestellter Verbindung zwischen dem Anschlussgehäuse (11) und dem Betriebsmittelgehäuse (12) der Bereich innerhalb des wenigstens einen Verbindungskörpers (20) und des Führungskörpers (36) nicht zünddurchschlagsicher abgeschlossen ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kontaktbuchse (43) und/oder der wenigstens eine Kontaktstift (58) quer zu der Steckrichtung (R) bewegbar in der Anschlussgehäusewand (21) bzw. der Betriebsmittelgehäusewand (28) gelagert ist.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbuchse (43) einen Montageabschnitt (49) aufweist, dessen Umfangsfläche (50) quer zur Steckrichtung (R) eine kleinere Abmessung aufweist, als ein Durchgangsloch (51) in der Anschlussgehäusewand (21), in dem die Umfangsfläche (50) des Montageabschnitts (49) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbuchse (43) am Montageabschnitt (49) eine Halteeinrichtung (52) aufweist, die die Kontaktbuchse (43) gegen ein Verschieben in Steckrichtung (R) sichert.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kontaktstift (58) und/oder die wenigstens eine Kontaktbuchse (43) explosionsgeschützt ausgeführt sind.