DE112009000515B4

DE112009000515B4 - Funkenfreier verbesserter Verbinder

Info

Publication number: DE112009000515B4
Application number: DE112009000515.2T
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-03-05
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2029-03-05
Also published as: CN101965666B; US20110053419A1; CN101965666A; BRPI0800483A2; JP2011513923A; DE112009000515T5; US8062069B2; BRPI0800483B1; WO2009109026A9; WO2009109026A1; JP5425816B2

Abstract

Funkenfreier Verbinder, umfassend ein Gehäuse (1) mit entfernbaren Endabdeckungen (2, 3) wobei jede Endabdeckung (2, 3) mindestens eine Kabelverschraubung (4) aufweist, um Leiter (J1, J2) mit dem Verbinder zu verbinden, wobei der Verbinder im Gehäuse (1) eine Platine (5) aufweist, wobei mindestens ein Reedschalter (6) an der Platine (5) angeschlossen ist und mindestens ein Magnet (8) mit einer Stange (7) verbunden ist, die im Inneren des Gehäuses (1) verlagert werden kann, um in dem mindestens einen Reedschalter (6) ein Magnetfeld zu erzeugen, wobei ein erster Leiter (J1, J1-1, J1-3) sowie zumindest ein zweiter Leiter (J1, J1-2, J1-4) in den Verbinder geführt und der erste und der zweite Leiter in dem Verbinder über die Platine (5) miteinander verbunden (52) sind, und dass durch eine der Endabdeckungen (3) zumindest ein weiterer Leiter (J2, J2-5, J2-6) als Abzweig der Verbindung (52) zwischen dem ersten (J1, J1-1, J1-3) und dem zumindest zweiten Leiter (J1, J1-2, J1-4) in den Verbinder geführt und über den mindestens einen Reedschalter (6, SW1, SW2) mit der Verbindung (52) geschaltet verbindbar ist dergestalt, dass der Reedschalter (6, SW1, SW2) bei Abnahme der Endabdeckung (3), durch die der weitere Leiter (J2, J2-5, J2-6) in den Verbinder geführt ist, öffnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbinder für Stromnetze und/oder Kommunikationsnetze, der in dem Augenblick, in dem dieser verbunden oder getrennt wird, keinen Funken verursacht.
Bekanntlich sind für Fabriksgefahrenbereiche, in denen Explosionsgefahr besteht, beispielsweise für Bereiche, in denen ein Betrieb mit einer mit flüchtigen Flüssigkeiten oder entzündlichen Teilchenstoffen kontaminierten Atmosphäre durchgeführt wird, spezielle Ausrüstungen erforderlich. Diese Ausrüstungen sind explosionssicher und vermeiden elektrische Überschläge, die beim Trennen oder Annähern von elektrischen Leitern, wodurch das Entzünden der Kontaminationsstoffe in der Luft bewirkt wird, entstehen.
Andererseits werden komplexe industrielle Anlagen, beispielsweise Erdölraffinerien und ähnliche Anlagen, Stellglieder und andere Vorrichtungen durch in einem Kommunikationsnetz übertragene Hochfrequenzsignale ferngesteuert. Eine mit Verarbeitungskapazität ausgestattete Leitzentrale steuert alle Ausrüstungen der Anlagen automatisch.
Ein komplexes Problem besteht bei diesen Anlagen darin, Ausrüstungsteile zur Wartung zu entfernen. Es müssen dann die Kommunikationssignale durch mechanisches Entkoppeln der beiden Teile, die einen Netzwerkverbinder bilden, abgeschaltet werden. Alle bekannten Verbinder weisen elektromechanische Kontakte auf, um das Kommunikationsnetz zu schließen. Allerdings besteht, auch wenn der Strom für das Kommunikationssignal niedrig ist, stets die Gefahr eines elektrischen Überschlags, was in Umgebungen mit einer entzündlichen Atmosphäre unerwünscht ist.
In einem anderen Fall kann erwünscht sein, nur einen spezifischen Ausrüstungsteil von dem Kommunikationsnetz zu trennen, ohne das gesamte Netz zu unterbrechen; mit anderen Worten, das Netz kommuniziert weiterhin mit allen anderen Ausrüstungsteilen, was gemeinhin als „Hot Swap“-Abtrennung bezeichnet wird.
Aus der DE 16 40 534 A ist eine elektrische Steckeranordnung zur Herstellung elektrischer Verbindungen bekannt. Mit dieser Steckeranordnung kann eine Kabelverbindung getrennt und wieder verbunden werden. Dabei sorgt eine vor der Trennung der Kabelverbindung zu betätigende mechanische Klappe mit einem Magneten dafür, dass die eigentliche Steckverbindung mittels eines Reedrelais vor der physischen Trennung stromlos geschaltet wird.
Die US 4 616 285 A beschreibt einen Verbinder mit einem Gehäuse, wobei die Gehäuseendseiten jeweils eine Kabeldurchführung aufweisen, um Leitungskabel mit dem Verbinder zu verbinden, wobei im Inneren des Gehäuses ein Reedschalter angeschlossen und mindestens ein stangenförmiger Magnet im Inneren des Gehäuses verlagert werden kann, um in dem Reedschalter ein Magnetfeld zu erzeugen.
Diese bekannten Steckerverbindungen sind jedoch sowohl vom Aufbau als auch von der Bedienung her aufwändig. Zudem ist es nicht möglich, mit diesen Steckerverbindungen einen spezifischen Ausrüstungsteil von einem Versorgungsnetz so zu trennen, dass das Versorgungsnetz gleichzeitig (durch die Steckerverbindung hindurch) aufrechterhalten bleibt.
Demnach ist die Aufgabe dieser Erfindung ein verbesserter Verbinder, der vorzugsweise in Kommunikationsnetzen angewandt wird und das Entkoppeln des Kommunikationssignals ohne Entstehung eines Funkens ermöglicht. Dies wird durch einen Verbinder ermöglicht, dessen elektrischer Kontakt zwischen seinen beiden Seiten mindestens durch einen Reedschalter hergestellt wird, beispielsweise einen Schalter, dessen Kontakte innerhalb eines hermetisch abgedichteten Vakuumglaskolbens angeordnet sind, und der extern durch ein Magnetfeld betätigt wird. Die Kommunikationssignale sollten die in dem Netz geschalteten Ausrüstungen über den erfindungsgemäßen Verbinder erreichen, indem sie über Reedschalter von einer Seite zu der anderen übertragen werden.
Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist eine der entfernbaren Abdeckungen des Verbinders mindestens einen Magnet auf, derart, dass, wenn der Verbinder geschlossen ist, der Magnet nahe den Reedschaltern angeordnet ist, welche dann durch das Magnetfeld aktiviert werden. Wenn der Magnet entfernt wird, ohne dass es erforderlich ist, den elektrischen Kontakt des Verbinders zu öffnen, kommt das Magnetfeld zum Erliegen, was bewirkt, dass die Kontaktzungen des Reedschalters getrennt werden und das Kommunikationssignal zwischen den Seiten des Verbinders unterbrochen wird.
Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung weist der Verbinder einen extern betätigten Bedientaster auf, der den Magnet bewegt, wobei dieser von den Reedschaltern weg oder zu diesen hin bewegt wird, derart, dass der Verbinder ein- bzw. ausgeschaltet wird, ohne dass es erforderlich ist, die entfernbare Abdeckung zu bewegen.
Alternativ dazu kann der Verbinder nur für das Stromnetz oder sowohl für das Stromnetz als auch für das Kommunikationsnetz verwendet werden.
Der verbesserte Verbinder dieser Erfindung weist gegenüber anderen für dieselbe Funktion bekannten Verbindern folgende Vorteile auf:

- er erzeugt in dem Augenblick, in dem er getrennt wird, keine elektrischen Überschläge;
- er kann bei laufendem Betrieb, beispielsweise während sich das Kommunikationsnetz in Betrieb befindet, verbunden oder getrennt werden, ohne dessen Funktion zu beeinträchtigen;
- er ist besonders zur Verwendung in Gefahrenbereichen geeignet.

Der erfindungsgemäße verbesserte Verbinder ist mit Hilfe der nachstehenden ausführlichen Beschreibung, welche auf den nachstehend aufgelisteten beiliegenden Zeichnungen beruht, in denen die bevorzugten Ausführungsformen dargestellt sind, besser zu verstehen, wobei diese Bauform lediglich ein Beispiel ist, welche nicht als Beschränkung der Erfindung angesehen werden sollte:

1 - Vorderansicht einer ersten Ausführungsform des Verbinders;
2 - Rückansicht der Ausführungsform des Verbinders;
3 - Explosionsdarstellung der Ausführungsform des Verbinders;
4 - Querschnittsansicht des Verbinders;
5 - Ansicht der Magnetlagerung;
6 - Ansicht der inneren Platine des Verbinders;
7 - Blockdiagramm der inneren Platine des Verbinders;
8 - Vorderansicht der zweiten Ausführungsform des Verbinders;
9 - Rückansicht der zweiten Ausführungsform des Verbinders;
10 - Explosionsdarstellung der zweiten Ausführungsform des Verbinders.

Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform des verbesserten Verbinders nach der Erfindung, welcher ein Gehäuse 1 mit entfernbaren Endabdeckungen 2 und 3 umfasst. Jede der entfernbaren Abdeckungen 2 und 3 weist mindestens eine Kabelverschraubung 4 auf, um die Leiter mit dem Verbinder zu verbinden.
Die 3 und 4 sind detaillierte Darstellungen der inneren Komponenten des Verbinders, welche aus einer inneren Platine 5 bestehen, an der die Leiter angeschlossen sind und welche aus Leiterverbindungsleisten 51 und 52 und einer mittigen Halterung 53 zum Befestigen an dem Gehäuse 1 des Verbinders besteht, was in 6 deutlicher dargestellt ist. Eine Kammer 54 ist an der Halterung 53 befestigt. Die Reedschalter 6 sind auf der Platine 5 miteinander verbunden, welche ihrerseits durch die Leisten 51 und 52 auf den Leitern verbunden ist. Auf diese Weise wird, wenn die Reedschalter 6 unter dem Einfluss des Magnetfeldes stehen, das Signal von einer Seite des Verbinders zu der anderen weitergeleitet.
An der eingangsseitigen entfernbaren Abdeckung 3 ist eine Stange 7 mit einem Magnet 8 an dem Ende befestigt, welche in 5 getrennt dargestellt ist, deren Baugruppe in die Kammer 54 hineinragt, wenn der Verbinder montiert ist. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Magnet 8 nahe den Reedschaltern 6 und erzeugt ein Magnetfeld, welches dessen innere Kontaktzungen anzieht, wodurch diese je nach Art von verwendetem Reedschalter miteinander verbunden oder getrennt werden.
Wenn es erforderlich ist, den Verbinder ohne Entstehung eines Funkens abzuschalten, werden die Schrauben (nicht dargestellt) der Kabelverschraubungen 4 der eingangsseitigen entfernbaren Abdeckung 3 gelockert, was ermöglicht, dass die Abdeckung 3 auf den Leitern gleiten kann, wodurch der Magnet 8 von den Reedschaltern 6 entfernt wird, wodurch deren innere Kontaktzungen abgeschaltet werden und das Hindurchtreten des elektrischen Signals unterbrochen wird.
7 zeigt eine bevorzugte Schaltung auf der Platine 5, welche aus den Leitern J1 und J2, den Reedschaltern SW1, SW2, den Mikroinduktoren L1, L2, L3 und L4 und den Dioden D1, D2, D3, D4, D5 und D6 besteht. Der Verbinder J1 dient zum mechanischen Schalten der Leiter des Kommunikationsnetzes, dessen Leitung J1-1 über die Leitung J1-4 zurückgeführt wird, nachdem sie durch die Mikroinduktoren L1 und L2, die als Frequenzfilter dienen, und an die Dioden D1 und D6 geführt wurde, die als Gleichrichter dienen, um für Schutz gegen transiente Spannungen zu sorgen. Dasselbe geschieht mit Leitung J1-2, die über die Leitung J1-3 zurückgeführt wird, nachdem sie durch die Mikroinduktoren L3 und L4 und an die Dioden D1 und D6 geführt wurde, was dem Kommunikationsnetz Kontinuität verleiht. Die Leitungen J1-1 und J1-2 weisen jeweils Abzweige J2-5 und J2-6 auf, um die durch das Netz zu steuernden Ausrüstungen mittels des Verbinders J2 zu speisen. Auf den Leitungen J2-5 und J2-6 sind die Reedschalter SW1 und SW2 angeordnet, welche das Unterbrechen des Signals zu den Ausrüstungen durch Öffnen der Abdeckung 3 ermöglichen, was in den vorhergehenden Figuren dargestellt wurde, ohne das Netz abzuschalten und ohne unerwünschte Funkenbildung in Gefahrenbereichen.
Die 8, 9 und 10 zeigen eine zweite Ausführungsform des verbesserten Verbinders nach der Erfindung, der einen extern betätigten Bedientaster 9 aufweist, der den Magnet, welcher an dem Ende der Stange 7 angeordnet ist, ins Innere der Kammer 54' bewegt, welche mit der mittigen Halterung 53' der Platine 5' verbunden ist. Nahe der Kammer 54' sind die Reedschalter 6 angeordnet, welche durch den Magnetismus des Magneten beeinflusst werden. Durch Betätigung des externen Tasters 9 ist es möglich, die Reedschalter 6 von dem Magnet auf der Stange 7 zu entfernen oder zu diesem hinzubewegen, derart, dass der Verbinder ohne die Notwendigkeit, die entfernbare Abdeckung 3 zu bewegen, getrennt bzw. verbunden wird.

Claims

Funkenfreier Verbinder, umfassend ein Gehäuse (1) mit entfernbaren Endabdeckungen (2, 3) wobei jede Endabdeckung (2, 3) mindestens eine Kabelverschraubung (4) aufweist, um Leiter (J1, J2) mit dem Verbinder zu verbinden, wobei der Verbinder im Gehäuse (1) eine Platine (5) aufweist, wobei mindestens ein Reedschalter (6) an der Platine (5) angeschlossen ist und mindestens ein Magnet (8) mit einer Stange (7) verbunden ist, die im Inneren des Gehäuses (1) verlagert werden kann, um in dem mindestens einen Reedschalter (6) ein Magnetfeld zu erzeugen, wobei ein erster Leiter (J1, J1-1, J1-3) sowie zumindest ein zweiter Leiter (J1, J1-2, J1-4) in den Verbinder geführt und der erste und der zweite Leiter in dem Verbinder über die Platine (5) miteinander verbunden (52) sind, und dass durch eine der Endabdeckungen (3) zumindest ein weiterer Leiter (J2, J2-5, J2-6) als Abzweig der Verbindung (52) zwischen dem ersten (J1, J1-1, J1-3) und dem zumindest zweiten Leiter (J1, J1-2, J1-4) in den Verbinder geführt und über den mindestens einen Reedschalter (6, SW1, SW2) mit der Verbindung (52) geschaltet verbindbar ist dergestalt, dass der Reedschalter (6, SW1, SW2) bei Abnahme der Endabdeckung (3), durch die der weitere Leiter (J2, J2-5, J2-6) in den Verbinder geführt ist, öffnet.
Funkenfreier Verbinder, umfassend ein Gehäuse (1) mit entfernbaren Endabdeckungen (2, 3) wobei jede Endabdeckung (2, 3) mindestens eine Kabelverschraubung (4) aufweist, um Leiter (J1, J2) mit dem Verbinder zu verbinden, wobei der Verbinder im Gehäuse (1) eine Platine (5, 5´) aufweist, wobei mindestens ein Reedschalter (6) an der Platine (5, 5´) angeschlossen ist und mindestens ein Magnet (8) mit einer Stange (7) verbunden ist, die im Inneren des Gehäuses (1) verlagert werden kann, um in dem mindestens einen Reedschalter (6) ein Magnetfeld zu erzeugen, wobei ein erster Leiter (J1, J1-1, J1-3) sowie zumindest ein zweiter Leiter (J1, J1-2, J1-4) in den Verbinder geführt und der erste und der zweite Leiter in dem Verbinder über die Platine (5, 5´) miteinander verbunden (52) sind, und dass durch die Endabdeckung (3) zumindest ein weiterer Leiter (J2, J2-5, J2-6) als Abzweig der Verbindung (52) zwischen dem ersten (J1, J1-1, J1-3) und dem zumindest zweiten Leiter (J1, J1-2, J1-4) in den Verbinder geführt und über den mindestens einen Reedschalter (6, SW1, SW2) mit der Verbindung (52) geschaltet verbindbar ist dergestalt, dass der Reedschalter (6, SW1, SW2) durch einen extern betätigbaren Steuertaster (9) öffnet.
Funkenfreier Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (5, 5´) eine Schaltung aufweist, die zusammengesetzt ist aus Leitern (J1, J2) Reedschaltern (SW1, SW2) Mikroinduktoren (L1, L2, L3, L4) und Dioden (D1, D2, D3, D4, D5, D6).
Funkenfreier Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (5, 5´) aus Leiterverbindungsleisten (51, 52) einer mittigen Halterung (53, 53´) zum Befestigen an dem Gehäuse (1) des Verbinders und einer Kammer (54, 54´) besteht.
Funkenfreier Verbinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (7) an der entfernbaren Endabdeckung (3), durch die der weitere Leiter (J2, J2-5, J2-6) in den Verbinder geführt ist, befestigt ist.
Funkenfreier Verbinder nach Anspruch 4 in seinem Rückbezug auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuertaster (9) den Magnet (8), welcher an dem Ende der Stange (7) angeordnet ist, ins Innere der Kammer (54') bewegt, welche mit der mittigen Halterung (53') der Platine (5') verbunden ist.