DE19852189A1

DE19852189A1 - Kabelverbindungsmodul

Info

Publication number: DE19852189A1
Application number: DE1998152189
Authority: DE
Inventors: Felix Raffalt
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2018-11-13
Also published as: DE19852189C2

Abstract

Ein Kabelverbindungsmodul (10) zum Anschließen einer in explosionsgefährdeten Bereichen angeordneten Sensor-/Aktor-Einheit an einen nicht eigensicheren Stromkreis enthält ein Gehäuse (12), mindestens zwei Eingangsleitungen (14) sowie mehrere Ausgangsleitungen (16). Die Ausgangsleitungen (16) sind an die Sensor-/Aktor-Einheit anschließbar und die Eingangsleitungen (14) dienen als nichteigensichere Stromzuführung des Gerätes. Zwischen den Eingangsleitungen (14) und den Ausgangsleitungen (16) ist eine Strom-/Spannungsbegrenzungseinrichtung (18) in dem Gehäuse (12) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kabelverbindungsmodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Montage von Sensoren bzw. Aktoren innerhalb explosi onsgefährdeter Bereiche besteht häufig die Notwendigkeit, diese an nichteigensicheren Stromkreisen anzuschließen.

Dazu ist es bekannt, ein Gehäuse einer Sensor-/Aktor-Einheit in druckfester Kapselung entsprechend der europäischen Norm EN 50 018 auszuführen. Die Sensor-/Aktor-Elektronik wird in diesem Fall direkt mit dem zugeführten nichtbegrenzten Strom kreis betrieben. Tritt dabei aufgrund eines Elektronikdefekts eine überhöhte Temperatur sowie eine dadurch bedingte Zündung eines Gasgemisches in dem Elektronikraum auf, so bleiben die Auswirkungen auf das Gehäuseinnere begrenzt. Die druckfeste Kapselung verhindert dabei zuverlässig eine Ausbreitung der Explosion auf die Gehäuseumgebung.

Nachteilig ist allerdings bei dieser Lösung der sehr hohe Ge häuseaufwand und die Tatsache, daß das Gehäuse unter Spannung nicht geöffnet werden darf, um Einstellvorgänge vornehmen zu können.

Des Weiteren ist es nachteilig, daß eventuell vorhandene An zeigeelemente nur durch Panzerglas sichtbar gemacht werden können.

Eine weitere bekannte Möglichkeit besteht darin, ein zweige teiltes Gehäuse zu verwenden, welches aus einem ersten nicht druckfest gekapselten Teil mit eigensicher gespeister Elek tronik und einem zweiten druckfest gekapselten Teil besteht, in dem sich der Klemmraum für die nichteigensichere Gerätezu leitung befindet. Des Weiteren enthält dieses Gehäuse eine Strom-/Spannungsbegrenzungseinrichtung, welche den zugeführ ten nicht eigensicheren Stromkreis in einen eigensicheren um wandelt. Beide Gehäuseteile sind dabei über eine druckdichte Kabeldurchführung elektrisch miteinander verbunden.

Nachteilig bei dieser Lösung ist ebenfalls der sehr hohe Ge häuseaufwand in Bezug auf die Herstellungskosten, dem Bauvo lumen, dem Gewicht sowie die Tatsache, daß für diese Anwen dung in einem explosionsgefährdeten Bereich ein eigener Ge häusetyp benötigt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kabelver bindungsmodul der eingangs genannten Art anzugeben, das es gestattet, eine Sensor-/Aktor-Einheit, die mit einem nicht druckfest gekapselten Standardgehäuse ausgeführt ist, in ei nem explosionsgefährdeten Bereich an eine nichteigensichere Zuleitung anzuschließen.

Diese Aufgabe wird durch ein Kabelverbindungsmodul gelöst mit einem Gehäuse, mindestens zwei Eingangsleitungen zum An schließen an einen nicht eigensicheren Stromkreis und mehre ren Ausgangsleitungen, zum Anschließen der Sensor-/Aktor-Ein heit, wobei zwischen den Eingangsleitungen und den Ausgangs leitungen eine Strom-/Spannungsbegrenzungseinrichtung in dem Gehäuse angeordnet ist.

Ein sicherer Schutz ist dadurch gewährleistet, dass die Strom-/Spannungsbegrenzungseinrichtung in einem Vergußmittel gekapselt ist.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist es möglich, an dem den Ausgangsleitungen abgewandten Ende des Gehäuses eine Kabelverschraubung vorzusehen.

Diese Kabelverschraubung ist regelmäßig in der Schutzart "er höhte Sicherheit" entsprechend der Europäischen Norm EN 50 019 ausgeführt.

Obwohl es durchaus ausreichend ist, die Kabelverschraubung direkt in das Gehäuse einzuschrauben, ist es aus Stabilitäts gründen vorteilhaft, wenn die Kabelverschraubung über einen Schraubdeckel, der an dem Gehäuse angeordnet ist, angeschlos sen ist.

Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn eine der Ausgangslei tungen eine Potentialausgangsleitung ist, die an Masse bzw. Erde anschließbar ist.

Vorteilhaft ist es außerdem, wenn an dem nach außen weisenden Ende der Anschlußklemmen ein Klemmenraum angeordnet ist.

Wenn das Kabelverbindungsmodul mit einem Conduit-System ver wandt werden soll, ist es möglich, an dem den Ausgangsleitun gen abgewandten Ende des Gehäuses ein Anschlußelement anzu bringen, das für dieses Conduit-System ausgelegt ist. In die sem Fall muß der Klemmenraum druckdicht ausgebildet sein.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das an den Ausgangsleitun gen angrenzende Ende des Gehäuses mit einem Außengewinde ver sehen ist, da es damit einfach möglich ist, dieses Kabelver bindungsmodul dicht an das Gehäuse der Sensor-/Aktor-Einheit einzuschrauben.

Dabei ist es besonders kostengünstig, wenn das Außengewinde in einen standardmäßige Kabelverschraubung eines Gehäuses der Sensor-/Aktor-Einheit einschraubbar ist.

Vorteilhafterweise besteht die Vergußmasse aus einem Elasto mer, einem Thermoplast oder einem Duromer.

Das erfindungsgemäße Kabelverbindungsmodul zeichnet sich durch niedrige Herstellungskosten, durch geringeres Bauvolu men und Gewicht, durch Verwendbarkeit von Standardgehäusen, durch Nachrüstbarkeit sowie durch geringeren Zertifizierungs aufwand der Sensor-/Aktor-Einheit durch Verwendung eines be reits Explosionsschutzzugelassenen Begrenzermoduls aus.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen sowie der da zugehörenden Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Kabelverbin dungsmoduls in Schnittdarstellung, und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kabelverbin dungsmoduls in Schnittdarstellung.

Das Kabelverbindungsmodul 10 von Fig. 1 weist ein Gehäuse 12 auf, in dem mindestens zwei Eingangsleitungen 14 sowie mehre re Ausgangsleitungen 16 angeordnet sind.

Zwischen den Eingangsleitungen 14 und den Ausgangsleitungen 16 ist innerhalb des Gehäuses 12 eine an sich bekannte Strom-/ Spannungsbegrenzungseinrichtung 18 entsprechend EN 50 020 angeordnet, an der sowohl die Eingangsleitungen 14 als auch die Ausgangsleitungen 16 angeschlossen sind. Die Strom-Span nungsbegrenzungseinrichtung 18 ist der Einfachheit halber le diglich mit ihrer Schaltungsplatine ohne Schaltungselemente gezeigt. Die Eingangsleitungen 14 sind wiederum an einer An schlußklemme 22 befestigt, die ebenfalls in dem Gehäuse 12 angeordnet ist.

Die Anschlußklemme 22 sitzt in einem Klemmenraum 28, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel von einem mit einer Öffnung versehenen Schraubdeckel 26 abgeschlossen ist.

In diesen Schraubdeckel 26 ist eine Kabelverschraubung 24 eingeführt.

Des weiteren ist der die Strom-/Spannungsbegrenzungseinrich tung 18 sowie die Eingangsleitungen 14 und die Ausgangslei tungen 16 enthaltene Innenraum des Gehäuses 12 mit einem Ver gußmittel 20 ausgefüllt. Das Vergußmittel kann auch noch in einem mit einem Außengewinde 30 versehenen Fortsatz für die Ausgangsleitungen 16 vorhanden sein.

Das Vergußmittel 20 erfüllt explosionsschutztechnisch die Aufgabe einer Vergußkapselung gemäß "m" nach EN 50 028. Durch diese Vergußkapselung können in eigensicheren Stromkreisen Speicher, wie Kondensatoren oder Spulen, eingeschaltet wer den, die unter Verguß nicht mit explosionsfähiger Atmosphäre in Verbindung kommen. Außerdem kann durch den Verguß ein ver günstigtes thermisches Verhalten erreicht werden, weil Über temperaturen an z. B. kleinen Bauteilen sich nicht so ungün stig auswirken wie an Luft.

Bei dieser Zündschutzart-Vergußkapslung sind alle elektri schen/elektronischen Bauteile, die in der Lage sind, eine ex plosionsfähige Atmosphäre zu zünden, in einer gegenüber Umge bungseinflüssen genügend widerstandsfähigen Vergußmasse ein gebettet, so daß weder durch Funken, Lichtbögen oder unzuläs sige Temperaturen, die innerhalb der Vergußmasse entstehen können, eine Zündung der äußeren explosionsfähigen Atmosphäre möglich ist. Als Vergußmasse kommen z. B. Elastomere, Thermo plaste, Duromere oder Mineralstoffe zur Anwendung.

Das Kabelverbindungsmodul 10 kann mit seinem einen Ende, das das Außengewinde 30 aufweist, in ein Gehäuse einer Sensor-/ Aktor-Einheit eingeschraubt und auf diese Weise mit diesem Gehäuse mechanisch verbunden werden. Bei der hierzu an dem Gehäuse der Sensor-Aktor-Einheit verwendeten Öffnung handelt es sich vorzugsweise um eine derartige Öffnung, die standard mäßig für Kabelverschraubungen vorgesehen ist.

An seinem anderen Ende weist das Kabelverbindungsmodul 10 die Kabelverschraubung 24 auf, die in der Schutzart "erhöhte Si cherheit" ausgeführt ist, durch die das nichteigensichere An schlußkabel in das Kabelverbindungsmodul 10 eingeführt wird.

Die Kabelverschraubung 24 ist an dem Schraubdeckel 26 befe stigt, der auf das Gehäuse 12 des Kabelverbindungsmoduls 10 aufgeschraubt ist.

Dieser Schraubdeckel 26 kann aber auch gegebenenfalls entfal len, wenn die Kabelverschraubung 24 derart ausgeführt ist, daß sie sich mit dem Gehäuse 12 direkt verschrauben läßt. Dies ist in der Figur nicht dargestellt.

Das in das Kabelverbindungsmodul 10 eingeführte Kabel wird an die Anschlußklemme 22, die ebenfalls vorteilhafter Weise in der Schutzart "erhöhte Sicherheit" ausgeführt ist, ange schlossen.

Dabei ist die Anschlußklemme mit mindestens zwei Eingangslei tungen 14 mit der Strom-/Spannungsbegrenzungseinrichtung 18 verbunden.

Diese Strom-/Spannungsbegrenzungseinrichtung 18 wandelt das zugeführte nichteigensichere Signal in ein eigensicheres um, welches über die Ausgangsleitungen 16 aus dem Kabelverbin dungsmodul 10 herausgeführt wird.

Die Ausgangsleitungen 16 sind an die Klemmen der Sensor-/ Aktor-Einheit anschließbar, wobei eine der Ausgangsleitungen 16 vorzugsweise eine Potentialausgleichsleitung ist, die an Masse bzw. Erde angeschlossen werden kann.

Bei dem zu wandelnden Signal handelt es sich vorzugsweise um eine 4 bis 20 mA Stromschleife oder eine Feldbussignallei tung.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante des Ausführungsbei spiels ist es möglich, das Kabelverbindungsmodul 10 an das in den USA übliche Conduit-System, also einem Rohrinstallations system, anzuschließen. Zu diesem Zweck entfällt die Kabelver schraubung 24, an deren Stelle ein Betreiber der Anordnung ein entsprechendes Anschlußelement des Conduit-Systems an bringt.

Dabei ist der Klemmenraum 28 druckdicht ausgeführt, das heißt, die Gewinde und die mechanischen Stabilität des Gehäu ses 12 erfüllen die Bauvorschriften der Explosionsschutzart "druckfeste Kapselung".

Dabei muß die Anschlußklemme 22 nicht unbedingt in der Schutzart "erhöhte Sicherheit" ausgeführt werden.

Wie in Fig. 2 erkennbar, ragt die hohlzylindrische Gehäuse wandung 12 im Vergleich zum Kabelverbindungsmodul von Fig. 1 deutlich weiter über die Anschlussklemme 22 hinaus. In dem die Anschlussklemme 22 überragenden Bereich ist die Innenwan dung des hohlzylindrischen Gehäuses 12 mit einem Gewinde 31 versehen, das an die Anforderungen des Conduit-Rohrsystems angepasst ist. Die im Zusammenhang mit Fig. 1 erläuterte Ka belverschraubung 24 und der Schraubdeckel 26 sind bei der Ausführungsvariante von Fig. 2 nicht mehr vorhanden.

In einer weiteren Ausführungsform kann im Bereich der An schlussklemme 22 zusätzlich ein seitlich angebrachter Schraubdeckel zum Anschluss der Klemme bei bereits montiertem Conduit-Rohrsystem vorgesehen werden. Eine andere Modifikati on besteht darin, die Lage der Conduit-Anschlussöffnung und den Schraubdeckel zu vertauschen, das heißt, dass die Con duit-Anschlussöffnung mit dem Gewinde 31 senkrecht zu dem An schluss mit dem Gewinde 30 und dem Schraubendeckel angeordnet ist.

Die übrigen Teile des Kabelverbindungsmoduls 10 entsprechen denen des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels. Allerdings hat dabei das Vergußmittel 20 die zusätzliche Funktion einer druckdichten Durchführung, so daß auch dafür kein zusätzli ches Teil verwandt werden muß.

Bezugszeichenliste

10

Kabelverbindungsmodul

12

Gehäuse

14

Eingangsleitungen

16

Ausgangsleitungen

18

Strom-/Spannungsbegrenzungseinrichtung

20

Vergußmittel

22

Anschlußklemme

24

Kabelverschraubung

26

Schraubdeckel

28

Klemmenraum

30

Außengewinde

Claims

1. Kabelverbindungsmodul (10) zum Anschließen einer in ex plosionsgefährdeten Bereichen angeordneten Sensor-/ Aktor-Einheit mit einem Gehäuse (12), mindestens zwei Eingangsleitungen (14) und mehreren Ausgangsleitungen (16), die an die Sensor-/Aktor-Einheit anschließbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Eingangsleitungen (14) und den Aus gangsleitungen eine Strom-/Spannungsbegrenzungseinrich tung (18) in dem Gehäuse (12) angeordnet ist.

2. Kabelverbindungsmodul (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strom-/Spannungsbegrenzungseinrichtung (18) in einem Vergußmittel (20) gekapselt ist.

3. Kabelverbindungsmodul (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsleitungen (14) an einer in dem Gehäuse (12) angeordneten Anschlußklemme (22) angeschlossen sind.

4. Kabelverbindungsmodul (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem den Ausgangsleitungen (16) abgewandten Ende des Gehäuses (12) eine Kabelverschraubung (24) ange bracht ist.

5. Kabelverbindungsmodul (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelverschraubung (24) in der Schutzart "er höhte Sicherheit" ausgeführt ist.

6. Kabelverbindungsmodul (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelverschraubung (24) über einen Schraubdec kel (26), der an dem Gehäuse (12) angeordnet ist, ange schlossen ist.

7. Kabelverbindungsmodul (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußklemmen (22) in der Schutzart "erhöhte Sicherheit" ausgeführt sind.

8. Kabelverbindungsmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Ausgangsleitungen (16) eine Potentialaus gleichsleitung ist, die an Masse bzw. Erde anschließbar ist.

9. Kabelverbindungsmodul (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem nach außen weisenden Ende der Anschlußklem men (22) ein Klemmenraum (28) angeordnet ist.

10. Kabelverbindungsmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem den Ausgangsleitungen (16) abgewandten Ende des Gehäuses (12) ein Anschlußelement angebracht ist, das für ein Conduit-System ausgelegt ist.

11. Kabelverbindungsmodul (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmenraum (28) druckdicht ausgebildet ist.

12. Kabelverbindungsmodul (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das an den Ausgangsleitungen (16) angrenzende Ende des Gehäuses (12) mit einem Außengewinde (30) versehen ist.

13. Kabelverbindungsmodul (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengewinde (30) in einen standardmäßige Ka belverschraubung eines Gehäuses der Sensor-/Aktor- Einheit einschraubbar ist.

14. Kabelverbindungsmodul (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmasse (20) aus einem Elastomer, einem Thermoplast, einem Duromer oder einem Mineralstoff be steht.