DE1801062C3

DE1801062C3 -

Info

Publication number: DE1801062C3
Application number: DE19681801062
Authority: DE
Inventors: Guenter Donsbach; Dieter Hidde; Klaus Raschke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-04-11
Filing date: 1968-10-01
Publication date: 1975-11-27
Also published as: DE1801062A1; DE1801062B2; CH480744A

Description

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Für die Versorgung mit elektrischer Energie benötigt man im Bergbau und in der chemischen Industrie druckfeste Gehäuse zur Schlagwetter- bzw. explosionssicheren Unterbringung elektrischer Schaltgeräte. Diese Gehäuse werden im allgemeinen als gegossene oder geschweißte Gehäuse ausgeführt, die durch einen Deckel verschließbar sind. Wegen des hohen Druckes, den eine Entzündung von brennbaren Gasgemischen im Inneren der Gehäuse hervorrufen kann, werden hohe Anforderungen an die Festigkeit der Gehäuse gestellt. Dies hat man bisher dadurch berücksichtigt, daß man die Gehäuse als Gußteile oder als Stahlblechgehäuse mit großen Wandstärken und Verstärkungen durch Rippen hergestellt hat.

Da infolge der stärkeren Mechanisierung des Bergbaus mehr elektrische Energie benötigt wird, geht man zu höheren Versorgungsspannungen über und benötigt auch Schaltgeräte für höhere Schaltleistungen. Damit nimmt an sich auch der Raumbedarf und das Gewicht der druckfesten Gehäuse zu. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein druckfestes Gehäuse in geschweißter Bauart zu schaffen, das bei einem gegebenen nutzbaren Volumen und der geforderten Festigkeit ein geringeres Gewicht aufweist als Gehäuse, die in herkömmlicher Bauweise hergestellt sind.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines druckfesten Gehäuses zur Schlagwetter- oder explosionssicheren Kapselung elektrischer Geräte aus durch Schweißen verbundenen Stahlblechteilen gelöst, bei dem mindestens ein Teil der Wände des Gehäuses vor dessen bestimmungsgemäßer Verwendung durch im Bereich des Prüfdruckes liegenden inneren Überdruck plastisch verformt (gereckt) wird. Dadurch wird eine Kaltverfestigung des Materials erreicht, die eine höhere Ausnutzung des Materials ermöglicht. Außerdem werden die Wände des Gehäuses nach außen durchgebogen, wodurch die Gestaltfestigkeit des Gehäuses verbessert wird. Auf diese Weise gelingt es, ein druckfesies Gehäuse mit verhältnismäßig geringem Gewicht zu schaffen.

Der zur plastischen Verformung der Wände des Gehäuses benötigte innere Überdruck kann während der Fertigung des Gehäuses durch Gasexplosionen im Gehäuse erzeugt werden, wie man sie auch für die vorgeschriebene Schlagwetter- oder Explosionsprüfung anwendet. Das Gehäuse erreicht hierbei seinen Endzustand nach einer oder mehreren solcher Gasexplosionen.

Die Teile eines nach dem angegebenen Verfuhren hergestellten Gehäuses, ai«f denen ein Deckel aufliegt und in denen Leitungsdurchführungen angeordnet sind, können derart ausgebildet sein, da δ sie bei Einwirkung des inneren Überdruckes nur elastische Verformungen erleiden. Auf diese Weise werden bleibende Verformungen von den Stellen ferngehalten, an denen sie mit Rücksicht auf den genauen Sitz von Teilen unerwünscht sind. Zweckmäßig kann man hierzu die Wandstärke der betreffenden Teile so groß wählen, daß ke^;ne plastischen Verformungen bei dem angewandten Überdruck eintreten. Die übrigen Teile des Gehäuses, in denen sich weder öffnungen noch Leitungsduirchführungen befinden, können dagegen so bemessen sein, daß sie in der angegebenen Weise gereckt werden.

Als Auflage für den Deckel des Gehäuses kann ein Ring dienen, der in eine kreisförmige Öffnung eingeschweißt ist. Der Ring vergrößert die Festigkeit einer Wand von verhältnismäßig geringer Dicke derart, daß nur elastische Verformungen vorkommen. Dadurch ist stets eine einwandfreie Auflage des Deckels und eine zuverlässige Funktion seiner Verriegelung gewährleistet.

Für den Einbau der elektrischen Geräte in das Gehäuse empfiehlt es sich, Befcstigungsbolzen vorzusehen, die in der Nähe der Ecken des Gehäuses angeordnet sind. An diesen Stellen ist die plastische Verformung am geringsten, so daß im wesentlichen nur eine geringere Änderung in der Winkelstellung der Befestigungsbolzen auftritt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die

F i g. 1 zeigt ein druckfestes Gehäuse in schematischer Darstellung; die

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein druckfestes Gehäuse.

Das in der F i g. 1 dargestellte Gehäuse 1 besteht aus Stahlblechteilen, die durch Schweißen verbunden sind. Die Vorderwand 2 besitzt eine kreisförmige Öffnung 3, in die ein Ring 4 als Auflage für einen nicht gezeigten Deckel eingeschweißt ist. Ferner besitzt das Gehäuse t Seitenwände 5 und 6, die durch eingeschweißte Platten 7 und 10 verstärkt sind. Diese Platten, die eine größere Dicke als die angrenzenden Teile besitzen, dienen zur Aufnahme von Leitungsdurchführungen. Durch den Ring 4 erhält die Vorderwand 2 des Gehäuses 1 im Vergleich zu der Rückwand 11, der L'nterwand 12 und der Oberwand 13 eine höhere Steifigkeit.

Das Gehäuse 1 wird im Verlauf der Fertigung vor der Stückprüfung durch Gasexplosionen verformt. Hierzu leitet man, ähnlich wie bei den vorgeschriebenen Schlagwetter- bzw. Explosionsprüfungen, Gas-Luft-Gemische in das Gehäuse ein und zündet diese. Der Explosionsdruck beansprucht die dünneren Wände 11,

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12 und 13 des Gehäuses 1 bis in das Gebiet der Streckgrenze. Es findet somit eine plastische Verformung statt, bei der die genannten Wände ausgebaucht werden. Diese Ausbauchung kann beispielsweise etwa 20 mm auf eine Länge von 700 mm betragen. Die Vorderwand 2 und die Platten 7 und 10 werden infolge ihrer größeren Steifigkeit dagegen nur elastisch verfornit. Diese Teile kehren deshalb nach dem Abklingen des Explosionsdruckes in ihre Ausgangslage zurück. ίο

Zweckmäßig läßt man mehrere Gasexplosionen mit allmählich ansteigendem Druck auf das Gehäuse einwirken, wobei der Prüfdruck erreicht wird oder überschritten werden kann. Nach erfolgter Fertigstellung kann dann die vorgeschriebene Schlagwetter- bzw. Explosionsprüfung vorgenommen werden. Diese Prüfungen haben keine weitere bleibtnde Verformung zur Folge, da das Material bereits gereckt ist und dadurch eine höhere Festigkeit erhalten hat. Durch die Ausbauchung der Rückwand sowie der Unter- und der Oberwand ist außerdem die Gestaltfestigkeit des Gehäuses I verbessert.

In Fig.2 ist die konstruktive Ausführung eines Gehäuses gemäß der Erfindung dargestellt. Die Vorderwand 20 und die Rückwand 21 des Gehäuses werden durch abgewinkelte Blechteile gebildet, deren freie Schenkel 22, 23 bzw. 24, 25 in den Bereich der Seitenwände übergreifen. Zwischen die Schenkel 22 und 24 bzw. 23 und 25 sind Platten 26 und 27 eingeschweißt, die zur Aufnahme der nicht gezeigten Leitungsdurchführungen dienen. Wie aus F i g. 2 zu ersehen ist, haben die Platten 26 und 27 eine größere Dicke als die Teile 20 und 21. Ähnlich wie die Teile 20 und 21 können auch die Unterwand und die Oberwand ausgebildet sein.

Während im Ausführungsbeispiel zwei Platten 26 und 27 für die Leilungsdurchführungen vorgesehen sind, kann unter Umständen eine Platte ausreichen. Die verbleibende Seitenwand kann dann ebenfalls wie beispielsweise die Rückwand 21 so bemessen sein, daß eine plastische Verformung stattfindet.

Das Teil 20 besitzt eine Öffnung 30, in die ein Ring 31 mit Schweißverbindung eingesetzt ist. Der Ring 31 besitzt eine konische Paßfläche 32 als Sitz für einen Deckel 33. Der Deckel 33 kann an dem Gehäuse durch eine bajonettverschlußartige Verriegelung gehalten sein.

An das Gehäuse sind im Bereich der Platten 26 und 27 Kästen 34 und 35 angesetzt, die zum Schutz der Leitungsdurchführungen und der angeschlossenen Leitungen dienen. Diese Kästen sind unter Zwischenlage von Dichtungen 41, 42 durch Schrauben 43 über Stege 44, 45 der Kästen 34, 35 an den Platten 26, 27 befestigt. Zum Einbau der elektrischen Geräte in das Gehäuse sind Befestigungsbolzen 36 vorgesehen, die in der Nähe der Ecken 37, 38, 39 und 40 des Gehäuses angeordnet sind. Die Befestigungsbolzen befinden sich dort, wo die Verformung durch die Gasexplosionen am geringsten ist. Durch die Ausbauchung wird nur die Winkelstellung der Befestigungsbolzen geringfügig verändert, was den Einbau der Geräte nicht behindert.

Um dem Gehäuse einen sicheren Stand zu geben, können an seiner Unterseite Kufen angebracht sein. Falls das Gehäuse an einer Hängebahn verwendet werden soll, können an der Oberwand Ösen angeordnet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

18 Ol Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines druckfesten Gehäuses zur Schlagwetter- oder explosionssicheren Kapselung elektrischer Geräte aus durch Schweißen verbundenen Stahlblechteilen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Wände (11, 12, 13) des Gehäuses (1) vor dessen bestimmungsgemäßer Verwendung durch im Bereich des Prüfdruckes liegenden inneren Überdruck plastisch verformt (gereckt) wird.

2. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestelltes Gehäuse mit einer durch einen Deckel verschließbaren öffnung und mit Leitungsdurchführungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des Gehäuses, auf denen der Deckel (33) aufliegt bzw. in denen sich die Leiiungsdurchfuhrungen befinden, so ausgebildet sind, daß sie bei Einwirkung des inneren Überdruckes nur elastische Verformungen erleiden (Fig. 2).

3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Auflage für den Deckel (33) ein in eine kreisförmige Öffnung (30) eingeschweißter Ring(31)dient.

4. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Befestigungsbolzen (36) für den Einbau der elektrischen Geräte in der Nähe der Ecken (37, 38,39,40) des Gehäuses angeordnet sind (Fig. 2).