DE2819612B2 - Method for gapless, tensioned connection of two housing parts of an explosion-proof electrical device - Google Patents
Method for gapless, tensioned connection of two housing parts of an explosion-proof electrical deviceInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spaltlosen, verspannten Verbindung von zwei Gehäuseteilen eines explosionsgeschützten elektrischen Gerätes, ausgehend von zwei losen Gehäuseteilen, einer Verspannungseinrichtung und aushärtbarem Kunstharz mit den Verfahrensschritten, daß die Gehäuseteile über zugewandte Flächen gegeneinander verspannt werden, daß das Kunstharz bei den Flächen angeordnet und danach ausgehärtet wird.The invention relates to a method for the gapless, clamped connection of two housing parts of a explosion-proof electrical device, based on two loose housing parts, a tensioning device and hardenable synthetic resin with the process steps that the housing parts are facing Surfaces are braced against each other, that the synthetic resin is arranged at the surfaces and then is cured.
Bei der Herstellung von explosionsgeschützten elektrischen Geräten ist es gelegentlich notwendig, einzelne Gehäuseteile miteinander zu verbinden. Dabei werden bei Betriebsmitteln, die der Zündschutzart »druckfeste Kapselung d« entsprechen müssen, an die Gehäuse und die Verbindung zwischen Gehäuseteilen hohe Anforderungen gestellt, weil gewährleistet sein muß, daß die Gehäuseteile zünddurchschlagsicher miteinander verbunden sind. Dazu sind zwischen dem Gehäuse und seinem Deckel oder bei Durchführungen durch die Gehäusewandungen Spalte bestimmter Mindestlänge und bestimmter Maximalweite vorgesehen, die einen Abbau eines im Gehäuseinneren erzeugten Explosionsdruckes zulassen, aber sicher verhindern, daß ein Zünddurchschlag nach außen erfolgt. An Stellen, an denen Gehäuseteile spaltlos miteinander verbunden werden müssen, ist es bekannt, die Gehäuseteile miteinander zu verschrauben oder zu vernieten und die an den Trennebenen aneinander anliegenden Flächen fein zu bearbeiten, beispielsweise zu schleifen. Als zusätzliches Hilfsmittel kann ein Verbindungswerkstoff, in den meisten Fällen Gießharz, in flüssiger oder pasteuser Form, in eigene Hohlräume im Bereiche der Trennfugen zwischen den Gehäuseteilen eingebracht und aushärten lassen werden, um an dieser Stelle eine besonders sichere Abdichtung zu erzielen. Bei einem bspw. in dem BBC-Handbuch für Explosionsschutz W. Girardet, Essen, 1971, Seite 484, Bild5 — HIb oder in dem DE-GM 17 33 371 dargestellten Paketschalter mit druckfestem Steatitsokkel ist die Anordnung derart getroffen, daß in die miteinander verschraubten und dadurch verspannten Gehäuseteile an der Außenseite im Bereiche derIn the manufacture of explosion-proof electrical devices, it is occasionally necessary to to connect individual housing parts with each other. In the case of equipment, the type of protection "Flameproof enclosure d" must correspond to the housing and the connection between housing parts High demands are made because it must be ensured that the housing parts are flameproof are connected to each other. These are between the housing and its cover or with bushings gaps of a certain minimum length and certain maximum width provided by the housing walls, which allow the explosion pressure generated inside the housing to be reduced, but safely prevent an ignition breakdown to the outside. In places where the housing parts have no gaps have to be connected to each other, it is known to screw the housing parts together or to rivet and finely process the surfaces abutting one another at the parting planes, for example to grind. A connecting material, in most cases cast resin, can be used as an additional aid. in liquid or paste form, in separate cavities in the area of the joints between the housing parts introduced and allowed to harden in order to achieve a particularly secure seal at this point achieve. For example in the BBC manual for explosion protection W. Girardet, Essen, 1971, page 484, Bild5 - HIb or in the DE-GM 17 33 371 shown package switch with pressure-resistant steatite base the arrangement is made in such a way that they are screwed together and thus braced Housing parts on the outside in the area of the
ίο Trennfugen ringsumlaufende, schwalbenschwanznutenartige Ausnehmungen eingearbeitet sind, die nach der Montage mit dem Gießharz ausgegossen werden, das nach dem Aushärten nach Art eines au3en liegenden, umlaufenden, geschlossenen Ringes die Trennfugenίο Dovetail groove-like joints all around Recesses are incorporated, which are filled with the casting resin after assembly, the after the hardening, the parting lines in the manner of an external, circumferential, closed ring
is abdichtetis sealed
Das Einbringen des Gießharzes in die dafür vorgesehenen Vergußausnehmungen muß als gesonderter Arbeitsgang zwischen bzw. nach den Montagevorgängen des Gerätes geschehen. Da in der Regel Gießharze in flüssiger Form verwendet werden, müssen Füllvorrichtungen an den Geräten angebracht werden, was umständlich und aufwendig ist. Außerdem besteht bei dem mehr oder weniger kontrollierbaren Füllvorgang die Gefahr des Auftretens von Lufteinschlüssen und einer Lunkerbildung, wodurch die Zünddurchschlagsicherheit der Verbindung in nicht vorhersehbarem Maße beeinträchtigt werden kann. Aus diesem Grunde wird von der Zulassungsbehörde in der Praxis eine Gießharzschicht von mindestens 3 mm DickeThe introduction of the casting resin into the grouting recesses provided for this purpose must be carried out separately Operation between or after the assembly process of the device. As a rule Casting resins are used in liquid form, filling devices must be attached to the devices, which is cumbersome and time-consuming. In addition, there is a more or less controllable filling process the risk of air inclusions and the formation of cavities, which increases the security against ignition the connection can be impaired to an unpredictable degree. For this In practice, the approval authority uses a cast resin layer with a thickness of at least 3 mm
jr. verlangt, was zur Folge hat, daß der Platzbedarf des ganzen Gerätes häufig nicht unerheblich vergrößert wird.jr. requires, which means that the space required by the whole device is often enlarged not insignificantly.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß beiThe object of the invention is therefore to develop a method of the type mentioned in such a way that at
r> explosionsgeschützten elektrischen Geräten, insbesondere der Zündschutzart »druckfeste Kapselung« die einzelnen Gehäuseteile mit geringem Aufwand absolut zünddurchschlagsicher und dabei mechanisch fest und widerstandsfähig miteinander verbunden sind, und zwar ohne daß durch die Verbindung der Gehäuseteile eine Erhöhung des Platzbedarfes des ganzen Gerätes bedingt wäre.r> explosion-proof electrical equipment, in particular the type of protection "flameproof enclosure" the individual housing parts with little effort absolutely Flameproof and at the same time mechanically solid and resistant are connected to one another, namely without an increase in the space requirement of the entire device due to the connection of the housing parts would be conditional.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß derart vorgegangen, daß das aushärtbare Kunstharz in Folienform im wesentlichen entsprechend der Gestalt der Flächen verwendet wird, daß zuerst die Folie zwischen die beiden Flächen gelegt und danach die Verspannung sowie Aushärtung vorgenommen wird.To solve this problem, the procedure according to the invention is such that the curable synthetic resin in Foil shape is used essentially in accordance with the shape of the surfaces that the foil is used first placed between the two surfaces and then the bracing and curing is carried out.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann eineIn a preferred embodiment, a
w trockene, heiß und unter Druck aushärtende Kunstharzfolie verwendet werden, wobei nach dem Einlegen der Folie und gegebenenfalls der Montage wenigstens eines Teiles des gesamten Gerätes das Ganze bis zum Aushärten des Kunstharzes auf Aushärttemperatur erwärmt und dabei das Kunstharz zum Aushärten gebracht wird.w dry, hot and pressure-curing synthetic resin film can be used, after inserting the film and, if necessary, mounting at least one Part of the entire device, the whole thing up to the hardening of the synthetic resin to the hardening temperature heated and thereby the synthetic resin is brought to harden.
Dadurch, daß das Kunstharz in Folienform zwischen die miteinander zu verbindenden Flächen eingebracht wird, ergibt sich eine wesentliche Herstellungsvereinfa-The fact that the synthetic resin is introduced in the form of a film between the surfaces to be connected to one another there is an essential manufacturing agreement
Wi chung für das ganze Gerät, weil eine solche vorgestanzte Kunstharzfolie an der dafür vorgesehenen Stelle schon während der Montage eingelegt werden kann. Wird ein heiß und unter Druck aushärtendes Kunstharz verwendet, so kann das komplette Gerät in derThis is important for the entire device because it is pre-cut Synthetic resin film can be inserted in the designated place during assembly. If a synthetic resin that cures hot and under pressure is used, the entire device can be stored in the
b5 erwähnten Weise nach Abschluß der Montage durch Erwärmung auf Aushärtetemperatur, d. h. durch Temperung in seinen Teilen verbunden und verschlossen werden. Die zweckmäßige Temperungstemperatur istb5 mentioned way after completion of the assembly Heating to curing temperature, d. H. by tempering be connected and locked in its parts. The appropriate tempering temperature is
jeweils von der verwendeten Kunstharzart abhängig.depending on the type of synthetic resin used.
Die miteinander zu verbindenden Flächen können unbearbeitet belassen bleiben. Während der Temperung dringt dann das teigig bis flüssig geworden» Kunstharz in jede Unebenheit der Flächen ein, füllt diese restlos aus und ergibt damit eine gut sitzende Verbindung und somit eine einwandfrei zünddurchschlagsichere Abdichtung. Da die Kunstharzfolie in der jeweils gewünschten Form einfach ausgestanzt werden kann, sind auch keine besonderen Füllvorrichtungen etc. erforderlich.The surfaces to be connected can be left unprocessed. During tempering If the doughy or liquid resin penetrates into every unevenness of the surface, it fills it completely and thus results in a well-fitting connection and thus a perfectly flameproof seal. Since the synthetic resin film can simply be punched out in the desired shape, there are also none special filling devices etc. required.
Ein nach dem beschriebenen Verfahren zusammengefügtes Betriebsmittel zeichnet sich einerseits dadurch aus, daß die Verbindung der Gehäuseteile einwandfrei zünddurchschlagsicher und wegen der großflächigen Verbindung mechanisch sehr widerstandsfähig ist während andererseits durch die eine definierte Dicke aufweisende Kuristharzschicht wie sie durch die Folie gegeben ist keine nennenswerte Vergrößerung der Außenabmessungen des ganzen Betriebsmittels bedingt istA device assembled according to the method described is distinguished on the one hand by this from that the connection of the housing parts is perfectly flameproof and because of the large area The connection is mechanically very resistant, while on the other hand it has a defined thickness having Kuristharzschicht as it is given by the film is no appreciable increase in the External dimensions of the entire equipment is conditional
In der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels eines Schaltgerätes dargestellt Es zeigtIn the drawing, the method according to the invention is based on an exemplary embodiment of a switching device shown it shows
F i g. 1 ein druckfest gekapseltes, zweipoliges Schaltgerät mit erfindungsgemäß miteinander verbundenen Gehäuseteilen, in einer Seitenansicht,F i g. 1 a flameproof, two-pole switching device with interconnected according to the invention Housing parts, in a side view,
Fig.2 das Schaltgerät nach Fig. 1, in einer Aufsicht auf die Oberseite und2 shows the switching device according to FIG. 1, in a top view on top and
Fig. 3 das Schaltgerät nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie VIII-VIIIa der F i g. 2, in einer Seitenansicht.3 shows the switching device according to FIG. 1, sectioned lengthways the line VIII-VIIIa of FIG. 2, in a side view.
Das in F i g. 1 in zweipoliger Ausführung dargestellte Schaltgerät kann etwa als Steuerschalter verwendet werden und entspricht der Zündschutzart »druckfeste Kapselung d«; für den Einsatz in explosionsgefährdeten Betriebsstätten wird es beispielsweise in ein Gehäuse mit der Schutzart mindestens IP 54 eingebaut oder in entsprechenden Schaltschränken oder Schaltkästen verwendet. Das im weiteren mit »Steuerschalter« bezeichnete Gerät weist ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuseoberteil 1, eine dazu koaxiale und sich daran anschließende Zwischenplatte 2 und ein ebenfalls koaxiales, im wesentlichen quadratisches sowie sich an die Zwischenplatte 2 anschließendes Gehäuseunterteil 3 auf. Bei der vierpoligen Ausführungsform ist zwischen dem Oberteil 1 und der Zwischenplatte 2 ein koaxiales Zwischenteil vorgesehen.The in Fig. 1 switching device shown in two-pole design can be used as a control switch and corresponds to the type of protection »flameproof enclosure d«; for use in potentially explosive In factories, for example, it is built into a housing with at least IP 54 protection or in corresponding control cabinets or switch boxes are used. This is referred to below as "control switch" designated device has a substantially cylindrical upper housing part 1, a coaxial thereto and itself adjoining intermediate plate 2 and a likewise coaxial, essentially square one as well as itself the intermediate plate 2 adjoining the lower housing part 3. In the four-pole embodiment is between the upper part 1 and the intermediate plate 2, a coaxial intermediate part is provided.
Das Oberteil 1 enthält eine nicht weiter dargestellte Schaltkammer, in der feststehende Kontakte 6 liegen, die über zünddurchschlagsicher herausgeführte metallische Anschlußbolzen mit oben liegenden Anschlußklemmschrauben 8 verbunden sind, an die jeweils ein Anschlußleiter angeklemmt werden kann. Mit den feststehenden Kontakten 6 wirken jeweils paarweise bewegliche Kontaktbrücken zusammen, die in einer entsprechenden Ausnehmung des Oberteils 1 langsverschiebiich geführt sind und durch ein Schaltrad 13 wahlweise in die geöffnete oder in die geschlossene Kontaktstellung überführt werden können. Dazu ist das Srhaltrad 13 formschlüssig mit einem Vierkant 14 einer koaxialen Antriebswelle 15 verbunden, die durch eine entsprechende axiale Bohrung des Oberteiles 1 nach außen geführt ist, die derart bemessen ist, daß der zwischen der Antriebswelle 15 und der Bohrungsinnenwand verbleibende Spalt als Zünddurchschlagsicherung wirkt.The upper part 1 contains a switching chamber, not shown, in which the fixed contacts 6 are located, the metal connection bolts with the connection terminal screws on top 8 are connected, to each of which a connecting conductor can be clamped. With the fixed contacts 6 work together in pairs movable contact bridges, which in a corresponding recess of the upper part 1 are guided slowly and by a ratchet wheel 13 can optionally be transferred to the open or closed contact position. In addition this is Srhaltrad 13 positively connected to a square 14 of a coaxial drive shaft 15, which is through a corresponding axial bore of the upper part 1 is guided to the outside, which is dimensioned such that the gap remaining between the drive shaft 15 and the inner wall of the bore as an ignition breakdown safety device works.
Der Schaltraum des Oberteiles 1 ist bei dem Schalter nach Fig. 1 durch die Zwischenplatte 2 abgeschlossen, während das Schaltrad 13 eine Nabe 17 aufweist, die in einer entsprechenden koaxialen Bohrung der Zwischenplatte 2 gelagert ist.The switching room of the upper part 1 is closed off in the switch according to FIG. 1 by the intermediate plate 2, while the ratchet wheel 13 has a hub 17 which is in a corresponding coaxial bore of the intermediate plate 2 is stored.
Das in der in F i g. 3 veranschaulichten Weise auf dieThe in F i g. 3 in the manner illustrated
Zwischenplatte 2 aufgesetzte Unterteil 3 enthält ein Rastwerk 19, dessen Rastscheibe 2ö mit dem VierkantLower part 3 placed on intermediate plate 2 contains a locking mechanism 19, the locking disc 2ö of which with the square
14 formschlüssig gekuppelt ist und das in dem Unterteil 3 längsverschieblich gelagerte Rasten 21 aufweist, die durch Federn 22 elastisch auf das Rastrad 20 zu vorgespannt sind. In einer entsprechenden Aussparung14 is positively coupled and has notches 21 mounted in the lower part 3 so as to be longitudinally displaceable, which are elastically biased towards the locking wheel 20 by springs 22. In a corresponding recess
ίο des Unterteiles 3 ist im Bereiche der Trennfuge zu der Zwischenplatte 2 schließlich noch eine Anschlagscheibe 23 angeordnet, die koaxial zu der Antriebswelle 15 liegt Sie wirkt mit einem nicht weiter dargestellten Anschlagstift zusammen, um die Drehbewegung der Antriebswelle 15 zu begrenzen.ίο of the lower part 3 is in the area of the parting line to the Finally, a stop disk 23 is arranged between the plate 2 and is coaxial with the drive shaft 15 It cooperates with a stop pin, not shown, to the rotational movement of the Limit drive shaft 15.
Das Oberteil 1, die Zwischenplatte 2 und das Unterteil 3 sind, wie insbesondere aus Fig.3 zu ersehen, an einander zugewandten ebenen Stirnflächen stumpf aneinander anliegend aufeinander gesetzt wobei Paßstücke 24, die in entsprechende öffnungen 25 der Zwischenplatte 2 eingreifen, eine lagerichtige Zuordnung zwischen dem Oberteil 1 und der Zwischenplatte 2 gewährleisten. Das Oberteil 1, die Zwischenplatte 2 und das Unterteil 3 sind aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das den an den Schalter gestellten mechanischen Anforderungen entspricht Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, diese Teile einzeln oder insgesamt aus Keramik oder dgl. herzustellen. Die erwähnten, im Bereiche der Trennfugen zwischen dem Oberteil 1, der Zwischenplatte 2 und dem Unterteil 3 liegenden Stirnflächen der einzelnen Teile können, je nach Werkstoff, unbearbeitet bleiben.The upper part 1, the intermediate plate 2 and the lower part 3 are, as can be seen in particular from Figure 3, at mutually facing planar end faces butted adjacent successive set with fitting pieces 24 which engage in corresponding openings 25 of the intermediate plate 2, a positionally correct association between the upper part 1 and the intermediate plate 2 ensure. The upper part 1, the intermediate plate 2 and the lower part 3 are made of a plastic material that meets the mechanical requirements placed on the switch. In principle, however, it is also conceivable to make these parts individually or as a whole from ceramic or the like. The mentioned end faces of the individual parts in the area of the joints between the upper part 1, the intermediate plate 2 and the lower part 3 can, depending on the material, remain unprocessed.
Die Verbindung zwischen dem Oberteil 1, der Zwischenplatte 2 und dem topfartigen Unterteil 3 ist derart hergestellt, daß zwischen die einander zugewandten Stirnflächen jeweils eine entsprechend der Umrißgestalt dieser Flächen ausgestanzte oder ausgeschnittene Folie eines Kunstharzes eingelegt worden ist. Diese Folien sind in F i g. 3 mit 26,27 bezeichnet. Das Einlegen der Kunstharzfolien 26, 27 geschieht bei der Montage des Steuerschalters, d. h. beim Einbau der AntriebswelleThe connection between the upper part 1, the intermediate plate 2 and the pot-like lower part 3 is manufactured in such a way that between the mutually facing end faces one in each case corresponding to the outline shape These areas punched or cut out film of a synthetic resin has been inserted. These Foils are shown in FIG. 3 denoted by 26.27. The synthetic resin films 26, 27 are inserted during assembly the control switch, d. H. when installing the drive shaft
15 mit dem Schaltrad 13, den Kontaktbrücken usw. Zum Abschluß der Montage werden das Oberteil I und das Unterteil 3 über Spannschrauben 28 miteinander verspannt, so daß die Folien 26, 27 zwischen den ihnen benachbarten Stirnflächen des Oberteils 1 und der Zwischenplatte 2 bzw. der Zwischenplatte 2 und des Unterteiles 3 eingespannt werden. Daraufhin wird der ganze Steuerschalter in einem Ofen auf die Aushärttem-15 with the ratchet wheel 13, the contact bridges, etc. To complete the assembly, the upper part I and the Lower part 3 clamped together via clamping screws 28, so that the foils 26, 27 between them adjacent end faces of the upper part 1 and the intermediate plate 2 or the intermediate plate 2 and the Lower part 3 are clamped. The entire control switch is then set to the curing temperature in an oven.
V) peratur des heiß und unter Druck aushärtbaren Kunstharzes der Folien 26, 27 erwärmt, so daß das Kunstharzmaterial in einen teigigen oder flüssigen Zustand übergeht, in dem es in die Unebenheiten der unbearbeitet gelassenen, den Folien 26,27 benachbarten V) the temperature of the hot and pressure-curable synthetic resin of the foils 26, 27 heated so that the synthetic resin material passes into a pasty or liquid state in which it is in the unevenness of the unprocessed, the foils 26, 27 adjacent
Ti Stirnflächen des Oberteils, der Zwischenplatte 2 und des Unterteils 3 eindringt. Nach genügend langer Temperung wird der Steuerschalter wieder abgekühlt, womit das Oberteil 1, die Zwischenplatte 2 und das Unterteil 3 durch das ausgehärtete, in der durch die jeweilige FolieTi end faces of the upper part, the intermediate plate 2 and the Lower part 3 penetrates. After a sufficiently long tempering, the control switch is cooled down again, which means the upper part 1, the intermediate plate 2 and the lower part 3 through the hardened, in the through the respective film
M) 26 bzw. 27 vorgegebenen definierten Schichtdicke vorliegende Kunstharzmaterial mechanisch fest, druckfest und absolut zünddurchschlagsicher miteinander verbunden sind. Damit ist auch der Schaltraum, in dem bei der Schalterbetätigung Zündfunken auftreten, nachM) 26 or 27 predetermined defined layer thickness The existing synthetic resin material is mechanically strong, pressure-resistant and absolutely flame-proof with one another are connected. This means that the switch room in which ignition sparks occur when the switch is operated is also down
b5 außen hin zünddurchschlagsicher abgekapselt.b5 encapsulated flameproof on the outside.
Die Dicke der Kunstharzfolie 26, 27 beträgt zweckmäBigerweise bis zu 0,3 mm; sie kann in Einzelfällen, insbesondere bei eroßem Gehäuse auchThe thickness of the synthetic resin film 26, 27 is expediently up to 0.3 mm; she can in Individual cases, especially in the case of a bulging housing
größer sein. Als Material für das Kunstharz kann grundsätzlich jedes aushärtbare oder aktivierbare Kunstharz verwendet werden, das eine ausreichende mechanische Festigkeit und eine entsprechende Hitze- und Alterungsbeständigkeit aufweist. Grundsätzlich ist es auch denkbar, anstelle eines durch Wärme aktivierbaren Kunstharzes ein lösungsmittelaktivierbares I Stoffmaterial zu verwenden, wenn die Gestaltur Gehäuses und der einander zugewandten, miteir zu verbindenden Stirnflächen so beschaffen sim eine einwandfreie Lösungsmittelverdunstung ge leistet ist.to be taller. In principle, any curable or activatable material can be used as the material for the synthetic resin Synthetic resin can be used, which has sufficient mechanical strength and a corresponding heat resistance and has aging resistance. In principle, it is also conceivable instead of one that can be activated by heat Synthetic resin to use a solvent-activated fabric material if the design Housing and the mutually facing, miteir to be connected end faces sim proper solvent evaporation is achieved.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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