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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Geräte-Anordnung zur Aufnahme eines elektrisch betriebenen Geräts.
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In sogenannten explosionsgefährdeten Bereichen, beispielsweise auf Bohrinseln, können die an äußeren elektronischen Schnittstellen eines elektrisch betriebenen Geräts anliegenden elektrischen Energien ein im explosionsgefährdeten Bereich vorhandenes Gas-Luftgemisch zünden und somit zur Explosion bringen. Dies gilt in besonderem Maße für hochreaktive Gasgemische wie etwa Gemische aus Wasserstoff und Sauerstoff, für welche besagte elektrische Energie als Aktivierungsenergie zur Verfügung steht, um eine exotherme Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser zu initiieren. Ähnliches gilt für Gasgemische aus Azetylen-Sauerstoff.
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Vor diesem Hintergrund ist die Bereitstellung von druckfesten Gehäusen bekannt, in welchen elektrische betriebene Geräte aufgenommen werden können, wenn diese in einem explosionsgefährdeten Bereich eingesetzt werden sollen. Solche herkömmliche Gehäuse dienen außerdem dazu, das Gerät gegen äußere Stoß- oder Schlageinwirkung zu schützen.
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Die
DE 11 2013 004 735 T5 und die
US 2008/ 0055258 A1 offenbaren jeweils ein gattungsgemäßes Gehäuse mit Sichtfenster zur Aufnahme eines elektrisch betriebenen Geräts mit einem Bedienelement, wobei das Bedienelement zur Betätigung von außerhalb des Gehäuses mit einem Betätigungselement aus elastischem Kunststoff mechanisch gekoppelt ist.
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Die
DE 102 00 494 A1 offenbart ein Gehäuse zur Aufnahme eines elektrisch betriebenen Geräts, wobei in einer Gehäusewandung des Gehäuses ein Durchbruch ausgebildet ist, in welchem wiederum ein betätigbares Betätigungselement angeordnet ist,
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Als nachteilig bei solchen druckfesten Gehäusen erweist sich jedoch, dass am elektrisch betriebenen Gerät vorhandene Bedienelemente, beispielsweise ein Tastschalter o.ä., vom Benutzer des Geräts nicht betätigt werden können, wenn das elektrisch betriebene Gerät im Gehäuse Innenraum aufgenommen ist. Dies kann zur Folge haben, dass das elektrische Gerät nur eingeschränkt oder gar nicht wie vorgesehen bedient werden kann.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, ein Gehäuse zur sicheren Aufnahme eines elektrisch betriebenen Geräts zur Verwendung in einem explosionsgefährdeten Bereich zu schaffen, bei welchem ein am Gerät vorhandenes Bedienelement vom Benutzer des Geräts komfortabel betätigt werden kann, wenn das Gerät im druckfesten Gehäuse aufgenommen ist.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Grundidee der Erfindung ist demnach, ein in einem druckfest ausgebildeten Gehäuse angeordnetes inneres Gehäuseteil aus einem elastischen Kunststoff, welches für das im Gehäuse angeordnete Gerät als Federungs- bzw. Dämpfungseinrichtung wirkt, über einen im Gehäuse ausgebildeten Durchbruch herauszuführen, so dass es auch als Betätigungselement verwendet werden kann, um ein am Gerät vorgesehenes Bedienelement von außerhalb des Gehäuses betätigen zu können.
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Das innere Gehäuseteil aus dem elastischen Kunststoff ergänzt dabei das eigentliche Gehäuse, welches mechanisch steifer ausgebildet ist und folglich einen deutlich geringeren Elastizitätskoeffizienten aufweist als das innere Gehäuseteil. Das innere Gehäuseteil aus dem elastischen Kunststoff folgt daher dem Wirkprinzip einer Federungseinrichtung oder einer Dämpfungseinrichtung, um von außen auf das Gehäuse ausgeübte und somit auf das Gerät im Gehäuseinnenraum übertragen mechanische Stöße oder Schläge abzuschwächen.
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Das innere Gehäuseteit aus dem elastischen Kunststoff bewirkt daher im Zusammenspiel mit dem eigentlichen Gehäuse aus einem - bevorzugt nicht-elastischen - Kunststoff einen effektiven Schutz des im Gehäuseinnenraum angeordneten Geräts elektrisch betriebenen Geräts gegen Beschädigung oder gar Zerstörung durch von außen auf das Gehäuse ausgeübte mechanische Stöße oder Schläge.
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Insbesondere kann das elektrisch betriebene Gerät mittels des inneren Gehäuseteils aus dem elastischen Kunststoff in den Gehäuseinnenraum eingebettet werden, wodurch eine besonders gute Schutzwirkung gegen äußere mechanische Stöße bzw. Schläge erzielt wird. Bevorzugt liegt das innere Gehäuseteil an dem elektrisch betriebenen Gerät an, d.h. zwischen dem Gehäuseteil und dem Gerät ist kein Zwischenraum ausgebildet. Alternativ dazu kann das innere Gehäuseteil aus dem elastischen Kunststoff aber auch im Abstand zum elektrisch betriebenen Gerät angeordnet werden, sodass ein Zwischenraum ausgebildet ist. Auf diese Weise kann im Falle eines äußeren mechanischen Schlages/Stoßes auf das elektrisch betriebene Gerät verhindert werden, dass dieses durch die Schlag- bzw. Stoßwirkung beschädigt oder gar zerstört wird.
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Im Ergebnis erlaubt die hier vorgestellte Geräte-Anordnung eine druckfeste Kapselung eines elektrisch betriebenen Geräts, wobei gleichzeitig ein wirksamer Schutz gegen äußere mechanische Schläge/Stöße sichergestellt ist. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Geräte-Anordnung die Betätigung eines am Gerät vorgesehenen Bedienelements von außerhalb des Gehäuses, ohne dass dadurch Dichtigkeit und Druckfestigkeit des Gehäuses gemindert würden. Die hier vorgestellte Geräte-Anordnung eignet sich daher insbesondere für die Verwendung in einem explosionsgefährdeten Bereich.
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Eine erfindungsgemäße Geräte-Anordnung umfasst ein Gehäuse aus einem Kunststoff, welches einen Gehäuseinnenraum begrenzt und in welchem ein Sichtfenster ausgebildet ist. Das Sichtfenster ist durch eine Fensterscheibe aus einem durchsichtigen Material, vorzugsweise aus Glas, verschlossen. Ist das Gerät mit einem Display ausgestattet, so kann dieses durch die Fensterscheibe hindurch vom Benutzer von außen betrachtet werden. Dieses insbesondere dann der Fall, wenn es sich bei dem elektrisch betriebenen Gerät um einen Tablet-Computer handelt.
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Bei der erfindungsgemäßen Geräte-Anordnung ist im Gehäuseinnenraum ein solches, elektrisch betriebenes Gerät angeordnet, an welchem außen wenigstens ein betätigbares Bedienelement vorgesehen ist. Mit „außen am Gerät“ ist vorliegend gemeint, dass ein solches Bedienelemente an einer Außenseite eines Gerätegehäuses des elektrisch betriebenen Geräts angeordnet ist.
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In einer Gehäusewandung des Gehäuses ist ein Durchbruch vorgesehen, in welchem ein vom Benutzer des elektrisch betriebenen Geräts betätigbares Betätigungselement aus einem elastischen Kunststoff zumindest teilweise angeordnet ist. Das Betätigungselement ist mechanisch mit dem Bedienelement gekoppelt, so dass das Bedienelement von außerhalb des Gehäuses betätigt werden kann. Erfindungsgemäß ist an einer Innenseite der Gehäusewandung ein inneres Gehäuseteil aus einem elastischen Kunststoff angeordnet, wobei das Betätigungselement integral an diesem inneren Gehäuseteil ausgeformt ist.
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Um die zum Betrieb in einem explosionsgefährdeten Bereich erforderliche druckfeste Kapselung zu gewährleisten, so dass bei Zündung eines heißen Gases im Gehäuseinnenraum dieses nicht mittels Zündungsdurchschlags nach außen in die äußere Umgebung des Gehäuses gelangen kann, sind das Betätigungselement und der Durchbruch bei einer bevorzugten Ausführungsform derart aufeinander abgestimmt, dass das im Durchbruch angeordnete Betätigungselement den Durchbruch fluiddicht verschließt.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das innere Gehäuseteil einen Dämpfungsabschnitt, der an einer dem Sichtfenster gegenüberliegenden Innenseite des Gehäuses angeordnet ist. Der Dämpfungsabschnitt des inneren Gehäuseteils folgt dem Wirkprinzip einer Federungs- bzw. Dämpfungseinrichtung. Mittels des Dämpfungsabschnitts kann das elektrisch betriebene Gerät besonders wirksam gegen äußere mechanische Stoß- oder Krafteinwirkung geschützt werden.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Dämpfungsabschnitt des Gehäuseteils und dem elektrisch betriebenen Gerät entweder ein Zwischenraum ausgebildet, oder das innere Gehäuseteil stützt sich ohne Ausbildung eines Zwischenraums am elektrisch betriebenen Gerät ab. In ersterem Fall wird das elektrische Gerät vom Dämpfungsabschnitt des inneren Gehäuseteils gegen die Fensterscheibe vorgespannt. Wird von außen ein mechanischer Stoß/Schlag auf das Gehäuse und somit auf das elektrisch betriebene Gerät ausgeübt, so dass dieses temporär aus seiner Ruhelage ausgelenkt wird, so kann der Dämpfungsabschnitt vom Gerät mechanische Energie aufnehmen und somit die Stoß- bzw. Schlagwirkung mindern.
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Eine besonders effektive Kraftübertragung von dem Betätigungselement auf das Bedienelement kann erzielt werden, wenn das innere Gehäuseteil innenseitig am Bedienelement anliegt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist im Betätigungselement ein Hohlraum ausgebildet, in welchem einen Betätigungskörper angeordnet ist. Besonders bevorzugt füllt der Betätigungskörper den Hohlraum vollständig aus. Mittels eines solchen Betätigungskörpers kann die Kraftübertragung vom Betätigungselement auf das Bedienelement besonders wirksam sichergestellt werden.
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Besonders zweckmäßig ist das Material des Betätigungskörpers nicht elastisch verformbar. Alternativ dazu kann es einen Elastizitätskoeffizienten aufweisen, der kleiner ist als der Elastizitätskoeffizient des Betätigungselements. Dies bedeutet, dass der Betätigungskörper eine größere Steifigkeit besitzt als das Betätigungselement. Auch diese Maßnahme gewährleistet somit eine wirksame Kraftübertragung vom Betätigungselement auf das Bedienelement.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ragt das Betätigungselement nach außen aus dem Durchbruch heraus und weist außerhalb des Gehäuses einen radial nach außen abstehenden Betätigungselement-Kragen auf, der an einer Außenseite des Gehäuses anliegt. Auf diese Weise kann ein etwaig zwischen dem Betätigungskörper und der den Durchbruch begrenzenden Gehäusewand vorhandener Spalt besonders wirksam fluiddicht abgedichtet werden.
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Zweckmäßig ist der Betätigungselement-Kragen an der Außenseite des Gehäuses befestigt. Die Befestigung kann vorzugsweise mittels einer Klebverbindung erfolgen.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist das Material der Gehäusewandung einen geringeren Elastizitätskoeffizienten auf als das Material des inneren Gehäuseteils. Mittels dieser Materialkombination kann das im Gehäuseinnenraum angeordnete Gerät besonders effektiv gegen äußere Stöße oder Schläge geschützt werden.
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Besonders bevorzugt ist das Material des Gehäuses ein unelastischer Kunststoff oder umfasst einen unelastischen Kunststoff. Mittels eines Gehäuses aus einem solchen Material werden die Erfordernisse nationaler und internationaler Vorschriften betreffend Ex-Schutz erfüllt. Alternativ oder zusätzlich kann auch das Material des Betätigungselements einen unelastischen Kunststoff umfassen oder ein unelastischer Kunststoff sein. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die bei Betätigung des Betätigungselements vom Nutzer ausgeübte Betätigungskraft auch vollständig an das Bedienelement weitergegeben wird.
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Bevorzugt umfasst oder ist der elastische Kunststoff des Betätigungselements ein Elastomer. Besonders bevorzugt ist oder umfasst das Elastomer Silikon. Elastomere im Allgemeinen und Silikon im Speziellen sind kommerziell in vielfältigen Realisierungsformen verfügbar und auch kostengünstig erhältlich. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten für die Geräte-Anordnung aus.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist das elektrisch betriebene Gerät ein Tablet-Computer, dessen Display vorzugsweise am Sichtfenster des Gehäuses befestigt. Mittels der erfindungsgemäßen Gehäuse-Anordnung ist es somit möglich, einen Tablet-Computer betriebssicher in einem explosionsgefährdeten Bereich einzusetzen und dort auch komfortabel zu bedienen..
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Zweckmäßig kann das Gehäuse zweiteilig mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil ausgebildet sein. Bei dieser Variante ist, der Durchbruch mit dem Betätigungselement in dem ersten Gehäuseteil und das Sichtfenster in dem zweiten Gehäuseteil angeordnet.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Die einzige 1 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Geräte-Anordnung 1 in einer Teildarstellung. Die Geräte-Anordnung 1 umfasst ein Gehäuse 2 aus einem Kunststoff, welches einen Gehäuseinnenraum 3 begrenzt. Im Gehäuse 2 ist ein Sichtfenster 4 vorgesehen, welches durch eine Fensterscheibe 5 aus einem durchsichtigen Material, beispielsweise aus einem durchsichtigen Glas, verschlossen ist. Im Gehäuseinnenraum 3 ist ein elektrisch betriebenes Gerät 6 angeordnet. Das elektrisch betriebene Gerät 6 kann ein Tablet-Computer 7 mit einem berührungsempfindlichen Display 8 sein. Das elektrisch betriebene Gerät 6 ist mittels einer Klebverbindung am Sichtfenster 4 des Gehäuses 2 befestigt. Außen am Tablet-Computer 7, also am elektrisch betriebenen Gerät 6, ist ein von einem Benutzer betätigbares Bedienelement 9 vorgesehen. Das Bedienelement 9 kann beispielsweise dazu dienen, den Tablet-Computer 7 in einen Ruhestand zu versetzen oder aus einem solchen Ruhezustand „aufzuwecken“. Grundsätzlich können mit einem solchen Bedienelement 9 im Tablet-Computer 7 aber auch andere Funktionen aktiviert werden.
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Wie 1 erkennen lässt, ist in einer Gehäusewandung 20 des Gehäuses 2 ein Durchbruch 10 ausgebildet, in welchem ein Betätigungselement 11 verstellbar angeordnet ist, das von einem Benutzer des elektrisch betriebenen Geräts 6 betätigt werden kann. Das Betätigungselement 11 ist mechanisch mit dem Bedienelement 9 gekoppelt, so dass das Bedienelement 9 vom Benutzer des elektrisch betriebenen Geräts 6 bzw. des Tablet-Computers 7 von außerhalb des Gehäuses 2 betätigt werden kann.
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Wie die 1 erkennen lässt, ist an einer Innenseite 14 der Gehäusewandung 20 ein inneres Gehäuseteil 13 aus einem elastischen Kunststoff angeordnet. Das Betätigungselement 11 und das innere Gehäuseteil 13 sind hierbei integral aneinander ausgeformt, und das Betätigungselement 11 verschließt den Durchbruch 10 fluiddicht. Das im Gehäuseinnenraum 3 angeordnete innere Gehäuseteil 13 ist mit einem Dämpfungsabschnitt 17 an einer dem Sichtfenster 4 gegenüberliegenden Innenseite 14 des Gehäuses 2 angeordnet. Das innere Gehäuseteil 13 aus dem elastischen Kunststoff ergänzt das „äußere“ Gehäuse 2, welches mechanisch steifer ausgebildet ist als das innere Gehäuseteil 13 und daher einen geringeren Elastizitätskoeffizienten aufweist als das innere Gehäuseteil 13. Das innere Gehäuseteil 13 aus dem elastischen Kunststoff fungiert als Federungs- und/oder Dämpfungseinrichtung, wenn von außen auf das Gehäuse 2 mechanische Stöße oder Schläge ausgeübt werden. Das innere Gehäuseteil 13 liegt innenseitig am Bedienelement 9 an.
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Wie die 1 außerdem erkennen lässt, ist im Betätigungselement 11 ein Hohlraum 15 ausgebildet, in welchem ein Betätigungskörper 12 angeordnet ist. Bevorzugt füllt der Betätigungskörper 12 den Hohlraum 15 vollständig aus. Zweckmäßig ist das Material des Betätigungskörpers 12 nicht elastisch verformbar. Alternativ dazu weist das Material des Betätigungskörpers 12 einen Elastizitätskoeffizienten auf, der kleiner ist als der Elastizitätskoeffizient des Betätigungselements 11. Das Betätigungselement 11 ragt nach außen aus dem Durchbruch 10 heraus, so dass eine komfortable Betätigung durch den Benutzer des elektrisch betriebenen Geräts 6 möglich ist. Das Betätigungselement 11 weist außerhalb des Gehäuses 2 einen radial nach außen abstehenden Betätigungselement-Kragen 16 auf, der an einer Außenseite 18 des Gehäuses 2 anliegt. Der Betätigungselement-Kragen 16 kann mittels einer Klebverbindung (nicht gezeigt) an der Außenseite 18 des Gehäuses 2 befestigt sein.
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Das innere Gehäuseteil 13 kann wie in 1 gezeigt unter Ausbindung eines Zwischenraums 19 im Abstand zum elektrisch betriebenen Gerät 6 angeordnet sein. In einer in der Figur nicht gezeigten Variante kann sich das innere Gehäuseteil 13 aber auch ohne Ausbildung eines Zwischenraums 19 am elektrisch betriebenen Gerät 6 abstützen bzw. an diesem anliegen (nicht gezeigt).
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Auch das Material des Gehäuses 2 kann ein unelastischer Kunststoff sein. Bei dem Material des Betätigungselements 11, also einem elastischen Kunststoff, handelt es sich bevorzugt um ein Elastomer wie beispielsweise Silikon. Das Gehäuse 2 kann wie in 1 angedeutet zweiteilig mit einem ersten Gehäuseteil 2a und einem zweiten Gehäuseteil 2b ausgebildet sein. In diesem Fall ist der Durchbruch 10 mit dem Betätigungselement 11 in einem der beiden Gehäuseteile - im Beispiel der 1 im ersten Gehäuseteil 2a - angeordnet. Das Sichtfenster 4 mit der Fensterscheibe 5 ist in dem anderen Gehäuseteil - im Beispiel der Figur also im zweiten Gehäuseteil 2b - angeordnet. Das zweite Gehäuseteil 2b kann in der Art eines Fensterrahmens ausgebildet sein und lösbar am ersten Gehäuseteil 2a befestigt sein oder fest, also unlösbar, mit dem zweiten Gehäuseteil 2b verbunden sein. Alternativ zu voranstehend erläuterten zweiteiligen Ausbildung der Gehäuseteile 2a, 2b ist in einer dazu alternativen Variante auch eine einteilige Ausbildung denkbar.
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Sind am elektrisch betriebenen Gerät 6 zwei oder mehr Bedienelemente vorgesehen, so kann bei einer Weiterbildung auch eine entsprechende Anzahl an Durchbrüchen bzw. Betätigungselementen vorgesehen werden, so dass eine Betätigung der Bedienelemente von außerhalb des Gehäuses möglich ist.
