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" Trennbares elektrisches Gerät - vorzugsweise als Leuchte
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ausgebildet - für explosionsgefährdete Räume " Die Erfindung betrifft
ein trennbares elektrisches Gerät - vorzugsweise als Leuchte ausgebildet - für den
Einsatz in vorzugsweise explosionsgefährdeten Räumen, bestehend aus mindestens einem
Verosrgungsteil und mindestens einem Verbraucherteil.
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Explosionsgefährdete Räume (darunter sind auch entsprechend genutzte
Bereiche im Freien zu verstehen ) sind Bereiche, in denen zündfähige Gemische aus
Luft, Gas, Dämpfe und Festkörpern vorhanden sein können.
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Die einschlägigen Stcherungsbestimmungen ( z.B. VDE 0165, 0171, 0105,
0188, 0170 usw. ) schreiben deshalb für elektrische Geräte vor, daß weder im Betrieb,
noch während der Ausführung von Wartungs- oder Reparaturarbeiten zündfähige Funken
entstehen dürfen, die die explosiven Gemische entzünden können. Diese Entzündungen,
die meist explosionsartig erfolgen, führen im Regelfall zu nicht unbeträchtlichen
Personen-und Materialschäden. Das trennbare elektrische Gerät, dessen Versorgungsteil
mit der Netzzuleitung verbunden ist, enthält in seinem Verbraucherteil die wesentlichsten,
für die Funktion des Gerätes notwendigen Bauteile, wobei ein absolut explosionssicheres
Betreiben dieser Geräte sichergestellt sein muß.
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Derzeit ist bekannt, bei Reparatur- oder Wartungsarbeiten an elektrischen
Geräten in explosionsgefährdeten Räumen zündfähige Funken dadurch zu vermeiden,
daß diese von der abgeschalteten Netzzuleitung abgebaut bzw. an Ort und Stelle repariert
werden. Außerdem ist bekannt
im Reparatur- oder Wartungsfall das
Gehäuse zu öffnen, wobei während des Öffnens das Gerät zwangsweise über einen Trennschalter
vom Netz abgeschaltet ist. Eine weitere bekannte Lösung ist die, im Versorgungsteil
die Primärseite eines Transformators einzubauen, wobei die mechanisch davon getrennte
Sekundärseite im Verbraucherteil untergebracht ist.
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Wenn das elektrische Gerät von der Netzzuleitung in explosionsgefährdeten
Räumen abgebaut werden muß, so ist wegen der unhandlichen Kabeleinführungen mit
erheblichem Zeitaufwand zu rechnen, außerdem können diese Arbeiten nur bei abgeschaltetem
Netz durchgeführt werden, so daß auch mit zusätzlichen Kosten durch Produktionsausfall
zu rechnen ist. Werden dagegen die Reparatur- oder Wartungsarbeiten an Ort und Stelle
im explosionsgefährdeten Raum vorgenommen, so ist mit erschwerten Arbeitsbedingungen
zu rechnen, die sich auch kostenmäßig niederschlagen.
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Die technisch eleganteste Lösung der "Trennkerntransformatoren" führt
wegen des Preises für diese Bauteile zu höheren Anschaffungskosten für die elektrischen
Geräte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, um Betriebsunterbrechungen
zu vermeiden und um Reparatur- und Wartungsarbeiten außerhalb der explosionsgefährdeten
Räume ausführen zu können, das elektrische Gerät so auszubilden, daß die für Reparaturund
Wartungsarbeiten in Frage kommenden Teile im Verbraucherteil untergebracht sind
unddrs Versorgungsteil unter Spannung am Netz angeschloßen bleibt, auch während
der Arbeiten am Verbraucherteil O Die Aufgabe wird erfindungsgemäß so gelöst, daß
das elektrische Gerät - vorzugsweise eine Leuchte - in ein Versorgungsteil und ein
Verbraucherteil aufgeteilt wird0 Beide Teile sind durch eine Steckverbindung elektrisch
miteinander verbunden, wobei die Steckverbindung so gestaltet ist, daß weder beim
Offnen noch beim Schließen der Steckverbindung zündfähige Funken entstehen können.
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Die Vermeidung von zündfähigen Funken kann dadurch erreicht werden,
daß die Steckverbindung zwischen Versorgungsteil und Verbraucherteil in der Bauart
der druckfesten Kapselung ausgeführt ist.
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Wenn die im Verbraucherteil aufgenommene elektrische Energie einen
bestimmten Maximalwert nicht überschreitet, wird das Kriterium des eigenen sicheren
Stromkreises erfüllt. Dies bedeutet, daß die Energie der beim Öffnen und Schließen
entstehenden Funken nicht ausreicht, um die evtl. vorhandenen explosiven Gemische
zu entzünden.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Schalter
die stromführenden Teile vom Versorgungsnetz abschaltet, wenn
Versorgungsteile
| vonlder Kupplung des VerbraucherteileW |
gelöst wird, ehe der Stecker im stromlosen Zustand aus der Buchse herausgezogen
werden kann. Auf diese Art und Weise wird die Bildung von Zündfunken beim Öffnen
vermieden.
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Vorzugsweise wird, nachdem der Stecker mit der Buchse wieder mechanischen
Kontakt gefunden hat, der Schalter die Spannung wieder anschalten, sodaß auch in
diesem Falle, beim Schließen kein Zündfunken entstehen kann0 Um allen Sicherheitsbestimmungen
Genüge zu tun, ist es zweckmäßig, die Kontakte des Schalters druckfest zu kapseln,
um zu vermeiden, daß durch die Schaltkontakte Zündfunken in dem explosionsgefährdeten
Raum entstehen können.
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Eine der möglichen Lösungen für den Schalter ist es, diesen als Trennschalter
auszubilden, wobei beim Lösen des Steckers des Verbraucherteils von der Kupplung
des Versorgungsteils ( Steckdose ) die Schalt
kontakte geöffnet
und nach dem Zusammenfügen- der beiden Teile die Kontakte wieder geschlossen werden.
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Eine Abwandlung dieser Trennvorrichtung läß;t sich durch einen magnetischen
Kreis verwirklichen, wobei ein Teil des magnetischen Kreises im Verbraucherteil
untergebracht ist, der andere im Versorgungsteil.
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Beim Öffnen dieses magnetischen Kreises entsteht ein Streufeld, das
wiederum einen magnetisch betätigbaren Schalter auslöst, der dann wiederum die stromführenden
Buchsen vom Versorgungsnetz abschaltet. Beim Schließen des magnetischen Kreises
erfolgt dann wiederum das Einschalten.
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Der magnetische Kreis muß nicht notwendigerweise aus einem in sich
geschlossenen Gebilde aus ferromagnetischem Material bestehen, da die Funktion auh
gewährleistet ist, wenn z0B. stabförmige Magnete, Kerne und / oder ferromagnetische
Metallteile aneinandergefügt werden; wobei die Trennstelle dieser Teile vorzugsweise
mit der Trennstelle von Verbraucherteil und Versorgungsteil zusammenfällt0 Die Schaltkontakte
lassen sich entweder durch Anker aus ferromagnetischem Metall betätigen oder sie
bestehen aus Reed-Kontakten.
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Der magnetische Kreis kann entweder aus Dauermagneten aufgebaut sein,
oder durch Elektromagnete mit vorzugsweise geschlossenem Eisenkern auf dem vorzugsweise
im Bereich des Versorgungsteils die Spule angebracht ist. In beidenFällen empfiehlt
es sich, die Schnittflächen des magnetischen Kreises mit korrosionsschützendem Material
zu beschichten, oder andere Korrosionsschutz-Vorkehrungen durch geeignete Auswahl
des ferromagnetischen Materials zu treffen Die Funktionen des Schalters, der die
stromführenden Teile der Steckerverbindungen an- und abschaltet, mupbei vorzugsweise
magnetischer Betätigung so dimensioniert sein, daß, wenn z.B. das Versorgungsteil
direkt
auf Eisen- oder Stahlteile zu liegen kommt, der Schalter nicht anspricht, Wenn der
magnetische Kreis durch einen geschlossenen Eisenkern und eine stromdurchflossene
Spule gebildet wird, so steigt der Spulenstrorn nach dem Öffnen des magnetischen
Kreises deutlich an. Dieser erhöhte Spulenstrom kann z.B. auch dazu benützt werden,
einen Schalter zu betätigen, der stromführende Teile der Steckervorrichtung vom
Versorgungsnetz abschaltet.
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Eine einfache Lösung ist die, in den Spulenstromkreis die Wicklung
eines Relais zu schalten, das dann anzieht wenn der erhöhte Spulenstrom fließt.
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Beim Normalstrom der Spule bei geschlossenem, magnetischen Kreis fällt
das Relais dann wieder abo Statt durch das Relais können die notwendigen Schaltvorgänge
auch durch eine geeignete Schaltung, vorzugweise aus elektronischen Halbleiterelementen
ausgeführt werden, wobei z.B. der erhöhte Spulenstrom zur Steuerung bzw. Regelung
dieser Schaltung dient.
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Eine weitere Möglichkeit, die Betriebssicherheit der Steckverbindung
zu erhöhen ist die, eine automatische Verriegelung vorzunehmen, die es zwar ermöglicht,
das Steckerteil ein kurzes Stück aus dem Kupplungsteil herauszuziehen, nicht jedoch
die unter Spannung stehende Steckverbindung zu lösen.
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Vorzugsweise wird diese Verriegelungs-Vorrichtung auf magnetische
oder elektromagnetische Art wirken, dergestalt, daß z.B. eine Spule parallel zu
den Buchsen bzwo Steckern geschaltet ist.
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Wenn an den Buchsen bzw. Steckern noch Spannung anliegt, zieht diese
Spule einen Eisenkern in ihr Inneres, der Steckerteil und
Kupplungsteil
(Steckdose) mechanisch miteinander verriegelt. Wird diese Spule stromlos, löst sich
diese Vorrichtung automatisch.
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Als optische Signal, das anzeigt ob die Buchsen des Versorgungsteils
noch unter Spannung stehen, können elektrische Lichtquellen vorzugsweise im Versorgungsteil
eingebaut sein, die z.B. bei unter Spannung stehenden Buchsen aufleuchten.
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In diesem Falle könnte die Verriegelung des Verbr.aucherteils mit
dem Versorgungsteil auch über den magnetischen Kreis mit mindestens einer Spule
erfolgen; wobei der magnetische Kreis so dimensioniert sein muß, daß sich Verbraucherteil
und Versorgungsteil durch die in der Praxis vorkommenden Kräfte nicht lösen lassen.
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Wird durch einen von außen wirkenden, vorzugsweise manuell betätigten
Schalter die Spule und mit ihr Stecker und Buchsen stromlos gemacht, so läßt sich
die Verbindung vom Steckerteil und Kupplungsteil einfach und ohne Zündfunkenbildung
lösen.
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Vorzugsweise wird der Rand des Kupplungsteils ( Steckdose) vorgewölbt,
sodaß der Rand des Steckerteils so darübergreifen kann, daß, so lange Stecker und
Buchse noch unter Spannung stehen, keine Berührung von außen möglich ist.
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Der Schalter kann als kapazitiv oder induktiv wirkender Sensorschalter
ausgebildet sein, der bei Entfernung des Steckerteils vom Kupplungsteil abschaltet
und beim Zusammenfügen der beiden Teile wieder einschaltet.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß Wartungs- und Reparaturarbeiten schneller und kostengünstiger durchgeführt werden
können. Außerdem können an ein Versorgungsteil
verschiedene, vorzugsweise
nacheinandé r, vers chi edentlich gestaltete Verbraucherteile angeschloßen werden,
was z.B. bei einer Ausbildung als Leuchte, zu einer nicht unerheblichen Flexibilität
in Bezug auf Anschlußwert und Lichtverteilung führen kann, so können für den jeweiligen
- z.B. im Bergbau - wechselnden Aufgabenbereich breitstrahlende, engstrahlende stationäre
Leuchten oder gegebenenfalls auch Handleuchten angeschlossen werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt,
sie werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt Figur 1 einen Längsschnitt durch
ein erfindungsgemäßes Gerät -als Leuchte mit Entladungslampen ausgebildet.
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Figur 2 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Gerät als Leuchte
mit Glühlampen-Bestückung ausgerichtet.
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Figur 1 zeigt eine aus dem Versorgungsteil und dem Verbraucherteil
(1 a und 1 b ) bestehende Leuchte. Die Kabel ( 2a, 2b ) der durchgehenden Netzuzuleitung
(3a, 3b ) sind druckdicht in das Gehäuse ( 1 a) eingeführt. Das von den Netzzuleitungen
(3a, 3b ) gespeiste Vorschaltgerät (4 ) wird von der Eingangsseite über eine Sicherung
( 5 ) zum Reed-Kontakt (6a) geführt Die Buchsen (7a, 7b ) sind mit der Ausgangsseite
des Vorschaltgerätes (4 ) verbunden.
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Die Stecker ( 8a, 8b ) stellen den elektrischen Kontakt mit den Buchsen
(7a, 7b ) her. Sie sind ebenso wie der Permanentmagnet (9 ) und die Elektroden der
Entladungslampe (10a) in das Kunststoffmaterial (11) eingegossen. Die ringsum laufende
Dichtung (12) umfaßt die lichtdurchlässige Abdeckscheibe ( 13 ). Zusamrnengefügt
werden Versorgungsteil und Verbraucherteil (la und ib) durch die Schraube (14).
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Figur 2 zeigt das Versorgungsteil ( la) mit den Kabeln ( 2a, 2b )
und den Netzzuleitungen (3a, 3b ), die über den Schalter (6b ) mit den Buchsen (
7a, 7b ) verbunden sind. Das Verbraticherteil ( 1 b ) ist so weit vom Versorgungsteil
(1a) entfernt worden, das der über dem Auslösestempel (15) und dem druckdichten
Kolben ( 17 ) betätigte Schalter (6b) geöffnet hat, wobei die Stecker (8a, 8b )
noch mechanischen Kontakt mit den Buchsen ( 7a, 7b ) haben. Die Stecker (8a, 8b
) der Betätigungsstempel ( 15 ) sowie der Sockel der Glühlampe ( 10b ) sind im Kunststoffmaterial
(11) eingegossen. Die umlaufende Dichtung ( 12 ) umfaßt die lichtdurchlässige Abdeckscheibe
( 13 )O Als Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Gerätes kommen
vorzugsweise Leuchten in Frage,die mit Lichtquellen bestückt sind, deren Lebensdauer
auf Grund mechanischer oder elektrischer Einflüße relativ niedrig ist. Dies sind
z.B. Glühlampen, Leuchtstofflampen, Leuchtröhren, Hochdrucklampen usw. Eingesetzt
werden können derartige elektrische Geräte insbesondere in folgenden Anwendungsbereichen:
im Bergbau (wo zusätzlich extrem mechanische Beanspruchungen auftreten ), in der
chemischen Industrie, Raffinerien, Tankstellen, Lackierereien, Holzb earbeitungsbetriebe,
Papier- und Kunststoff-Verarbeitungs-B etri eb e, Tankfahrzeuge, Tankschiffe und
dergleichen0
L e e r s e i t e