-
-
Aufnahmevorri chturSicherheitstrafo
-
Die Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung für einen Sicher heitstrafo
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Vor dem Bekanntsein dieser Erfindung sind verschiedene Aufnahmemöglichkeiten
vorgeschlagen worden. Im Prinzip gibt es nur eine Art einer bekannten Aufnahmemöglichkeit
eines Sicherheitstrafos.
-
Bei dieser Art wird ein entsprechend nach den einschlägigen VDE-Sicherheitsbestimmungen
erstellter Trafo völlig in Gießharz eis gebettet, bevor dieser in ein entsprechendes
handliches Gehäuse zum Zwecke des mechanischen Schutzes eingesetzt wird.
-
Hierbei ist es notwendig, daß-zum Umhüllen des Trafos eine geeignete
Gießform als Hilfswerkzeug vorhanden ist, um den Trafo mit Zu- und Ableitungskabel
entsprechend den VDE-Vorschriften und Bestimmungen gegen äedwede Einflüsse in Zone
1 zu schützen.
-
Wenn nämlich der Sicherheits-trafo, beispielsweise für 42 Volt oder
24 Volt sekundärseitiger Ausgangsleistung in einem explosionsgeschützten Kupplungsteil
(maskullnereoder femininer Ausführungsform) oder in den Handgriff einer explosionsgeschützten
Faßlampe integriert wird, dann ist es zwingend erforderlich,daß derselbe allseitig
die geforderte Gießharzumhüllungswandstärke - möglichst ohne Lunker - aufweist(d.h.
die Umhüllung als Sonderschutzart muß zünddurchschlagsicher sein), und ein Eindringen
von explosiven Medien in der Anwendungszone in der Tat unmöglich macht.
-
Aus obiger Darlegung ist ersichtlich, daß die besondere Form oder
die konstruktive Ausgestaltung der bekannten Aufnahmemöglichkeit eines in Gießharz
gebetteten Sicherheitstrafos abhängig ist von der Art der Ausbildung und Verwendung
der Gießform oder insbesondere davon, wie der Sicherheitstrafo und das Zu-und Ableitungakabel
in der Gießform fixiert wird.
-
Mit anderen Worten, die Gießform kann nicht aus einem Einfachwerkzeug
bestehen, vielmehr handelt es sich immer und in jedem Fall um eine aufwendige und
somit teuere Vorrichtung für die Aufnahme eines Sicherheitstransformators zwecks
Erstellung eines e:losionsgeschützten Transformators in Sonderschutzart.
-
Erschwerend kommt noch hinzu, daß das Zu- und Ableftungskabel als
flexible Leitung in vorgeschriebener Länge, minimal zwei Meter, vor dem Umhüllen
mit Gießharz an dem Sicherheitstrafo in einer den Vorschriften entsprechenden Technik
zu befestigen ist, was sich fertigungs- und materialtechnisch nicht immer einfach
in bezug auf die Gießvorrichtung und somit letztlich auf die Anordnung des Sicherheitstransformators
im Gießharz auswirkt.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Aufnahmevorrichtung für Sicherheitstransformatoren
zur Erstellung eines Transformators in Sonderschutzart der eingangs genannten Art
zu schaffen, die sich für Massenproduktion bei geringen Kosten trotz hoher Maßgenauigkeit
eignet, und nur ein Minimum an Gießharzvolumen benötigt.
-
Diese Aufnahmevorrichtung soll grundsätzlich für Trafos aller Bauformen
verwendbar sein, ohne daß aufwendige Gießformen oder aber das hinderliche vorherige
Anbringen und Fixieren des Zu-und Ableitungskabel erforderlich ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Flanschteil
mit einer Öffnung, einem mit dem Flanschteil verbundenen
Käfig,
der eine der Trafokonfiguration entsprechende Führung und wenigstens zwei Durchbrüche
an der dem Flanschteil abgekehr; ten Seite aufweist sowie dem Käfig zugeordnete
Verankerungsmittel zur Aufnahme einer Kabelzugentlastung, so daß der Trafo von Hand
oder maschinell ohne besondere Vorkehrungen und Befestigungsmittel darin fixier-
und halterbar ist, ohne daß beim Umhüllen mit Gießharz besonderes Augenmerk auf
eine exakte Symmetrierung des Trafos in bezug auf die entstehende Gießharzumhüllungsdicke
erforderlich ist.
-
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann der Flanschteil mit
dem Käfig im Reibungseingriff stehen.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Flanschteil
und der Käfig mit Verankermlgsmitteln einstückig auF gebildet sein. Somit kann ein
Aufnahmekäfig für einen Sicherheitstransformator mit Verankerungsmitteln in Gieß-,
Spritz-oder Preßtechnik aus kriechstromfestem Material hergestellt wes den, der
einen Netz eingang mit/oder ohne Klemmen und mit/oder ohne Zugentlastung zum Anschluß
einer flexiblen Leitung an eine Spannungsquelle oder direkt herausgeführte Drahtenden
eines maR lich fest vorgegebenen Abstandes zwischen den Drähten oder Stromschienen
zum Anschluß an eine Last oder eine Versorgmg, Durchbrüche zur Aufnahme von an die
Last anklemmbaren Kontaktelementen oder Stromschienen gemäß der geamnschten Spannung
und eine Formplatte zur Schließung des Aufnahmekäfigs enthält, wobei die Formplatte
so ausgebildet ist, daß diese eine Öffnung mit einer umlaufenden Schnittkantendichtlippe
abdeckt, durch welche der Sicherheitstrafo in den Aufnahmekäfig eingefügt und anschließend
das Gießharz eingefüllt werden kann. Aus Gründen einer exakten Sysmetrierung des
Sicherheitstrafos im Aufnahmekäfig, und zwecks Einsparung von teueren Gießharzvolumen,
sind zur Führung und seitlichen Fixierung achssymmetrische Stege angeordnet.
-
Die Formplatte weist dabei wenigstens zwei die Primärdrahtenden aufnehmenden
Durchdringungen in einem definierten Abstand zueinander auf. Das stellt sicher,
daß die herausgeführten Primär; drahtenden zum einen innerhalb des mit Gießharz
angefülSten Aufnahmekäfigs während des Umwandlungsprozesses - vom flüssigen in den
festen Zustand - ihren vorgegebener, Abstand beibehalten und daß zum anderen derselbe
Abstand dadurch ebenfalls gleichzeitig in einem definierten Abstand zueinander gegenüber
einem anzufügenden Teil mit Kontaktelementen ohne Nachjustage abgestimmt ist, wobei
zwecks Vermeidung des Zurückgleitens in Richtung Spulenkörper - wenn die Durchdringungen
die Drahtenden nicht satt umschließen - die Drahtenden annähernd nach dem Austritt
leicht abgeknickt sind. Der Formplatte obliegt weiterhin eine nicht unwesentliche
Aufgabe der Verhinderung des Trafoauftriebes durch das noch flüssige Gießharz.
-
Die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung für Sicherheitstrafos hat
den weiteren Vorteil, daß die vorgegebenen Durchmesser - und Längenabmessungen,
beispielsweise für vorhandene ortsveränderliche Griffteile von maskulinen und femininen
Eupplungseinrichtungen und Handlampen nicht nachbehandelt und angepaßt werden müssen,
wenn ein in der jeweiligen Gefahrenzone anzuwendendes Arbeitsgerät auf eine andere
Spannung abgeändert werden soll.
-
Die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung für einen Sicherheitstrafo
füllt auch nicht mehr den ganzen Handgriffinnenraum einer Geräteschaft, in der sie
montiert bzw. eingefügt und einseitig fixiert ist, voll aus wie ein in üblicher
Technik hergestellter und mit Gießharz umhüllter Trafo, vielmehr kommt sie mit wesen
lich weniger Gießharz aus, was zur Folge hat, daß das Eigengewicht und somit das
der Geräteschaft wesentlich herabgesetzt wird und daß sie aufgrund konfigurativ
günstiger Gestaltung, ohne großen lohnintensiven Arbeitsaufwand betreiben zu müssen,
fesselbar ist. Derartige als vorgefertigte Aufnahmevorrichtung verwendete erfindungsgemäße
Aufnahmekäfige für Sicherheitstrafos
haben die eingangs beschriebenen
Nachteile der bekannten umh ten Sicherheitstrafos überwu~ìden und besitzen dartiber
hinaus eine kleinere vielseitig integrierbare Bauform, deren äußere auf die Griffteile
der im Exbereich üblichen Grätschaften abgestimmt ist.
-
Weitere Einzelheiten der Erfindung und zweckmäßige Weiterbildungen
sind in den Ansprüchen 9 bis 20 beschrieben.
-
Obwohl die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung eine Vielzahl von
Anwendungsmöglichkeiten hat, soll die nachfolgende Beschreibung,in der anhand von
in der Zeichnung dargestellten Beispiele;7, zur einfacheren Erklärung auf die Verwendung
in einem ortsveränderlichen maskulinen Kupplungsgriff in Zone Null beschränkt werden.
Es sei jedoch betont, daß damit keinerlei Beschränkung in der Anwendungsmöglichkeit
der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung gesehen werden soll.
-
Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht eines Aufnahmekäfigs mit einem darin
unsichtbar dargestellten aus Schnittbandkernen gebildeten Sicherheitstrafo, Fig.
2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Aufnahmekäfigs von der Sekundärseite
des Trafos, Fig. 3 eine Seitenansicht des in der Fig 1 gezeigten Aufnahmekäfigs
von der Primärseite des Trafos, und Fig. 4 einen Schnitt durch einen Handgriff eines
ortsveränderlichen explosionsgeschützten maskulinen Kupplungsteils mit darin montiertem
Aufnahmekäfig gemäß der Fig. 1.
-
Es wird nunmehr auf die Zeichnung der Fig0 1 Bezug genommen, sie zeigt
insbesondere eine annähernd maßstabgerechte AuSnahmevorrichtung 10 mit in einem
Aufnahmekäfig 11 unsichtbar in seiner maximalen Flächenausdehnung eingezeichneten
S7 cherheitstrafo 12. Der Sicherheitstrafo 12 besteht dabei aus zwei SchnittH bandkernen
12a mit Spule 12b und wird von einem Spannband 12c zusammengehalten. Eine Primärseite
13 des Sicherheitstrafos 12 weist isolierte Drahtenden 13a entsprechenden Querschnitts
und vorgegebener Länge auf, hingegen sind an einer Sekundärseite 14 Stromschiene'
14a mit an den freien Enden 14b befindlichen Kontaktelenelen 14c angeordnet. Die
aus einem Flanschteil 15 mit Öffnung 16, Aufnahmekäfig 11, als Stelzen 18a geformte
Verankerungamittel 18 bilden eine einstückige aus kriechstromfestem Werkstoff bestehende
Aufnahmevorrichtung 10, deren einer achssymmetrischen Stirnseite, die Primärseite
13 und deren anderer achssymmetrischen Stirnseite die Sekundärseite 14 zugeordnet
ist.
-
Die Drahtenden 13d ragen dabei aus der Öffnung 16 des Flanschteiles
15 heraus und werden nach dem Anfüllen des nicht durch den Sicherheitstrafo 12 in
Anspruch genommenen Volumens des Aufnahmekäfigs 11 mit Gießharz 19 durch eine die
Öffnung verschließende Formplatte 20 und den darin befindlichen als Führung ausgebildeten
Bohrungen 20a auf einen definierten Abstand fixiert. Diese als Führung ausgebildeten
Bohrungen 20a führt die isolierten Drahtenden 13a und können dabei eine Länge aufweisen,
die ein mehrfaches einer Dicke der Formplatte entspricht; was nichts anderes bedeutet,
als daß um die Bohrung 20a sich ein Ringteil aus einer Oberfläche der Formplatte
erhebt, der sowohl ein- als auch beidseitig vorhanden sein kann und gleichzeitig
zwei Aufgaben erfüllt. Eine der beiden, nämlich die Drahtführung ist zuvor schon
erwähnt, eine weitere besteht beispielsweise darin, daß der zum Sicherheitstrafo
12 hinweisende Ringteil20cim Du«hmesser größer dimensioniert ist, als der außenliegende
Ringteil
20b, wodurch dieser gleichzeitig Anwendung als Niederhalter für die Sicherheitstrafo
12 findet. Zum Zwecke des funktionellen Zusammenwirkens von Formplatte 20,des Ringteiles,
Aufnahmekäfig 11 und Sicherheitstrafo 12 ist dieselbe mit einer umlaufenden Schnittkantendichtlippe
20d versehen und verhindert nach dem Einfügen der Formplatte 20 in einen stufenförmigen
Absatz 21 der Öffnung 16 des Flanschteiles 15 ein Herausschwappen des in den Käfig
11 eingefüllten Gießharzes 19, wobei der Absatz 21 als Hinterschneidung ausgebildet
ist und die Formplatte 20 aufgrund einer sich so ergebenden Querschnittsdifferenz
in dieser Lage fixiert.
-
Die besondere Wirkung der Formplatte 20 mit der umlaufenden Schnittkantendichtlippe
20d, ist jedoch nur aufgrund geeigneter Werkstoffwahl erzielbar, und setzt voraus,
daß dieser Werkstoff einen entsprechenden Elastizitätsmodul besitzen muß, um eine
auszufüllende dichtende Wirkung im stufenförmigen Absatz 21 der Öffnung 16 zu erzielen.
Durch die formschlüssige Fixierung der Formplatte 20 in dem hinterschnittenen stufenförmigen
Absatz 21 drückt diese mit dem Ringteil 20c auf den durch Stege 22 achssymmetrisch
im Aufnahmekäfig 11 geführten Sicherheitstrafo 12, wodurch dieser wiederum eine
unveränderbare Lage während des Umwandlungsprozesses des Gießharzes 19, nämlich
vom flüssigen in den festen Zustand einnimmt, d.h. ein Aufschwimmen bei kleinen
und leichten Sicherheitstrafos 12 ist ausgeschlossen.
-
Sicherlich kann ein Aufschwimmen des Sicherheitstrafos im flüssigen
Gießharz 19 des Aufnahmekäfigs 11 auch auf eine sich weiter anbietende Art verhindert
werden. Dies kann beispielsweise mit Hilfe der auf die freien Enden 14b der sekundärseitig
14 über geeignete Durchbrüche 23 herausgeführten Stromschienen 14a, montierten Kontaktelementei4cgeschehen,
Bei dieser Art werden zwar keine zusätzlichen Mittel benötigt, dafür wäre aber eine
maßliche
Längen- und Dickenabstimmung zwischen den Elementen auf ein fertigungstechnisch
nicht vertretbares Maß erforderlich.
-
Eine sich ergebende Längentoneranæ könnte in geeigneter Weise durch
jeweils eine oder einen einzigen ohnehin vor dem Hindurchstecken der fest mit dem
Sicherheitstrafo 12 verbundenen Stromschienen 14a auf dieselben zu einem dem freien
Ende 14b entgegengesetzten Ende der Stromschiene 14a aufgeschobenep diese innig
umschließende Dichtungsscheibe oder -streifen 2, durch die Durchbrüche 23 ausgeglichen
werden, dies würde dann aber zu einer momentanen Zugbelastung der Stromschiene 14a
an deren Verbindungsstelle - Reibungseingriff - Spulenkörper, Lötstelle der Sekundärwicklung
- führen. Durch den so aus Gießharz 19 und dem kriechstromfesten Werkstoff bestehenden
Äufnahmekäfig 11 sowie die in einen definierten Abstand zueinander über die Durch
brüche 23 herausgeführten Stromschienen 14a der Sekundärseite 14 des Sicherheitstrafos
12 ist absolut sichergestellt, daß dieser trotz normalem Gießharzvolumens keine
die jeweilige anstehende Außenatmosphäre aufgrund Temperatur entwicklung usw. gefährden
kann.
-
Gemäß den einschlägigen VDE-Bestimmungen muß ein Sicherheitstrafo
mit Aufschriften versehen seinç aus denen den Benutzer mit einem Blick ihn interessierende
Daten schnell und gut leserlich erfassen kann. Zu diesem Zweck ist in einer Außenfläche
25 der Aufnahmevorrichtung 10, beispielsweise des Käfigs 11 eine Vertiefung 26 vorgesehen,
die zur Aufnahme und zum Schutz eines den Bestimmungen entsprechenden Typenschildes
27 dient.
-
Eine entsprechende Kennzeichnung ist selbstverständlich primär-13
als auch sekundärseitig 14 an den Anschlußstellen dauerhaft und gut leserlich angebracht,
so daß ein falsches Ablesen der entsprechenden Leiter aufgrund unüberlichtlicher
Kenntlichmaw chung derselben auszuschließen istç
Als wichtigen
und weiteren Sicherheitsfaktor auf der Sekundärseite 14 ist eine zwischen den herausgeführten
Stromschienen 14a und zwar im Ausführurigsbeispiel als Losteil in entsprechender
Technik einfügbare Trennwand 28 anzusehen. In den beiden gegenuberliegenden Stelzen
18a, die gens rechtwinklig zu den Stromschienen 14a sich aus einer Fläche 11a des
Käfigs 11 erheben, sind Führungsnuten oder jeweils zwei Reihen Warzen vorgesehen,
die zur seitlichen Führung, in achssymmetrischer Richtung auf die Fläche ila der
die Stromschiene 14a überragenden Trennwand 28 dienen.
-
Mit einer freien Seite, die überdies höhengleich mit den Stelzen 18a
ist, wird durch Fixieren einer Platte 29 auf den letzteren verhindert, daß die Trennwand
28 diese ihre vorgegebene Position verändert. Die Platine 29 ist mittels geeigneter,
in die Stelzen 1 8a achs symmetrisch einschraubbarer Gewindeel em ente 32 halterbar
und ist Hauptbestandteil einer aus drei Teilen bestehenden Kabelzugantlastung 30
deren Backen 30a schwimmend in einem Fonndurchbruch 29a der Platine 29 geführ's
sind und durch Schrauben 31 im Durchmesser variierbar sind. Unterhalb der Platine
29 bilden sich somit zwangsläufig durch die eingefügte Trennwand 28, die auch einstückig
mit dem Käfig 11 und den Stelzen 18a ausgebildet sein kann, zwei Anschlußräume 33
aus , die kriech- und luftstreckenmäßig als auch gegen mechanische Eingriffe ideale
Voraussetzungen schafft.
-
Zur Erzielung eines günstigen Blickwinkels beim Verlassen einer Ader
34a, 34b am Ende eines Kabels 34 ist es vorteilhaft und zweckmäßig, wenn die Trennwand
28 in unmittelbarem Bereich des Kabelaustritts aus der Kabelzugentlastung 30 eine
Ausbuchtung 28a aufweist.
-
Bei den gewählten Lust- und Kriechstrecken gemäß der Fig. 2 ist eine
Trennwand nicht zwingend erforderlich, diese stellt jedoch
bei
Anwendung einen gewissen zusätzlichen mechanischen Berührungsschutz dar, d.h. mittels
eines zwischen die Stelzen 18a gefallenen Schraubendrehers usw. kann eine Überbrückung
gar nicht stattfinden. Wie weiter der in Fig. 2 dargestellten Sekundärseite 14 der
Aufnahmevorrichtung 10 zu entnehmen ist, wird der Käfig 11 in seiner äußeren Form,
aus Gründen der Vermeidung von Materialanhäufung in segmentartige Teilbereiche 35
aufgegliedert, was gleichzeitig ein Vorteil mit sich bringt, der darin zu sehen
.ist, daß im Flanschteil 15 vorgesehene Gewindeteile 36 in Form vor. tinpreßmuttern
frei von dieser Seite zugänglich sind und verfügen zudem über genügend Masse zum
Flanschrand hin, so daß ein Ausbrechen ausgeschlossen ist.
-
Die Gewindeteile 36 sind selbstverständlich als Durchgangsgewinde
ausgebildet, so daß wie in der Fig. 3 ersichtlich ist, auch die Möglichkeit des
Zugangs von der Primärseite 13 her gegeben ist. Von dieser Seite wird der Sicherheitstrafo
12 über die Öffnung 16 in den Käfig 11 eingefügt und nach dem Anfüllen mit Gießharz
19 mittels der bereits weiter vorn erwähnten Form platte, durch Einschnappen der
Schnittkantendichtlippe 20d in die Hinterschneidung des stufenförmigen Absatzes
21, nicht ohne vorher die isolierten Drahtenden 13a in jeweils eine Bohrung 20a
eingefädelt zu haben, verschlossen. Durch die Wahl eines derart gen Verschlusses
der Öffnung 16 wird nicht nur ein sauberer Gesamtabschluß des Flanschteiles 15 erzielt,
vielmehr werden die Drahtenden 13a zum Trafo hin entlastet und der nachgeorteten
Kontaktaufnahmeeinheit 37a gerichtet zugeführt.
-
In der Fig. 4 wird nun der Einsatz einer zuvor beschriebenen Aufnahmevorrichtung
10 in einem maskulinen Kupplungsteil 37, und zwar in einem hohlzylindrischen Griffteil
38 unmittelbar hinter einer die maskulinen Kontaktelemente 37b isolierend umgreifenden
Kontaktaufnahmeeinheit 38a mittels eines Zwischenringes 39 und eines gummielastischen
Dichtringes 40 gegen die
Kontaktaufnahmeeinheit 37a gedrückt ,
wobei die Kontaktaufnahmeeinheit 37a von einem rotatorisch betätigbaren Spannring41
umgriffen wird. Natürlich erfolgt vor dem Einklemmen der Aufnahmeeinheit 10 über
den Flanschteil 15 die mechanisch galvanische Verbindung primärseitig 13 zwischen
den Drahtenden 13a des Sicherheitstrafos 12 und den maskulinen Kontaktelementen
37b von deren Anschlußseite her in der vorgeschriebenen Technik.
-
Damit eine Verpolung beim Verbinden der Drahtenden 13a mit den maskulinen
Kontaktelementen 37a von vornherein ausgeschlossen ist, weist der Flanschteil 15
radial angeformte Nocken 15a auf, die in funktionellem Einklang mit der Kontaktaufnahme
einheit 37a stehen.
-
Sekundärseitig 14 wird das den einschlägigen VDE-Bestimmungen entsprechende
Kabel 34 über eine mit dem Griffteil 38 durch Schrauben 43 verbundene Trompeteneinführung
42 und einen gummielastischen Dichtring 44 eingeführt, durch die Kabelzugentlastung
30 abgefangen und die Adern 34a, 34b auf die Stromschienen 14a geführt. Eine Verbindung
zwischen Adern 34a, 34b und den Stromschienen 14a erfolgt über die Kontaktelemente
14c.
-
Der Griffteil ist wie ebenfalls aus der Fig. 4 ersichtlich ist, nochmals
mittels Zylinderkopfschrauben 45 gegen die Aufnahmevorrichtung, und zwar über in
der Platine 29 befindliche Gewindedurchzüge 29b achssymmetrisch eingeschraubt und
wirkt somit richtungsstabilisierend, so daß die Aufnahmevorrichtung 10 zum Innenraum
38a des Griffteils 38 in allen anderen Elementen eine vorgegebene, bleibende Ruhelage
einnimmt.
-
Aus der obigen Beschreibung ist für den Fachmann ersichtlich, daß
die Ausführungsform vielseitig abgewandelt und somit die Aufnahmevorrichtung 10
entsprechend vielseitig einsetzbar ist, ohne daß der Anwender von dem allgemeinen
Erfindangsgedanken abweicht. L - -