DE3112511C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein explosions- und schlagwettergeschütztes Gehäuse für eine elektrische Schaltung in drahtgebundenen Kommuni­ kations- und Warnanlagen, wobei die Schaltung Platinen, Schalter, Anschlußklemmen, oder dergleichen elektrische oder elektronische Bauteile aufweist, die untereinander elektrisch verbunden und auf einem in das Gehäuse einsetzbaren und als druckfeste Kapselung ausgeführten Chassis montiert sind, das in seinem Boden eine oder mehrere explosionssichere Durchführungen für im Inneren der Kammer mit dem umschlossenen Schaltungsteil verbundene Anschlußstifte aufweist.

Geräte, die in explosionsgefährdeter Umgebung eingesetzt werden sollen, müssen in ihrer Bauart vorgeschriebene Auflagen erfüllen. Für die in den Geräten enthaltenen elektrischen Schaltungen wird als Schutzart die Eigensicherheit der Stromkreise angestrebt. Die Auslegung einer Schaltung als eigensicherer Stromkreis erfordert einen erheblichen Aufwand an elektrischen Bauteilen.

Man hat daher die Gerätegehäuse, in welchen die elektrischen Schal­ tungen eingebaut sind, druckfest eingekapselt, um das Austreten eines etwa im Gehäuse auftretenden Zündfunkens nach außen auszu­ schließen. Explosions- und schlagwettergeschützte Gehäuse müssen daher aus einem Werkstoff bestehen, der einem im Gehäuseinneren möglicherweise auftretenden Explosionsdruck standhält. Stahl oder Metalldruckguß bieten sich hierzu an. Ein Nachteil derartiger Ge­ häuse besteht nicht nur in dem erheblichen Kostenaufwand, sondern auch dem beträchtlichen Gewicht und der Korrosionsanfälligkeit derartiger Metallgehäuse.

Außerdem erfordert die druckfeste, isolierte Durchführung strom- und spannungsführender Leitungen durch die Wand des Metallgehäuses so viel Raum, der bei kleinen Geräten mit vielen Anschlüssen nicht zur Verfügung steht.

Man hat daher versucht, druckfeste Gehäuse aus Kunststoff zu ferti­ gen. Wegen der geringeren Standfestigkeit der Kunststoffe sind nach der europäischen Norm EN 50 018 Gehäuse für explosionsgeschützte elektrische Betriebsmittel nur zulässig, wenn sie ein freies Volu­ men von nicht mehr als 10 cm³ besitzen. Für Geräte, wie sie für Gegen- und Wechselsprechanlagen benötigt werden, reicht dieses Volumen nicht aus, um das Chassis mit den erforderlichen elektri­ schen und elektronischen Bauteilen in dem Gehäuse unterzubringen.

Je größer andererseits das Volumen eines Kunststoffgehäuses gewählt wird, desto höher werden die Belastungen, denen der Kunststoff standhalten muß. Große Gehäusewandstärken erfordern entsprechend dickes Plastikmaterial, das bei der Herstellung (gleichmäßiges Auskühlen nach dem Pressen) erhebliche Probleme bringt und die Kosten unverhältnismäßig in die Höhe treibt.

Aus der US-PS 33 85 945 ist bekannt, in einem explosionsgeschützten Gehäuse einen Schalter in der Weise unterzubringen, daß das Chassis zur Befestigung dieses Schalters selbst als druckfeste Kammer aus­ geführt ist. Dabei sind im Boden dieser Kammer auch explosions­ sichere Durchführungen für die Anschlußleitungen vorgesehen.

Aus der DE-AS 14 40 163 sind mehrere nach dem Baukastenprinzip zusammengesetzte Isolierstoffgehäuse bekannt, die für elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Betrieben geeignet sind und ex­ plosionssichere Durchführungen zur elektrischen Verbindung von in den Isolierstoffgehäusen unterzubringenden Schaltungen aufweisen.

Aus der Gebrauchsmusterschrift 18 06 161 ist ein Gehäuse druck­ fester Bauart mit zylindrischen Dichtungsflächen zwischen Gehäuse und Deckel bekannt, bei welchem Luftausgleichsöffnungen zum er­ leichternden Öffnen der Gehäuse vorgesehen sind.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein etwa für eine Sprechstelle einer drahtgebundenen Kommunikations- und Warnanlage verwendbares Kunststoffgehäuse zu schaffen, das in ex­ plosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden kann.

Dazu ist bei dem eingangs genannten Gehäuse erfindungsgemäß vorge­ sehen, daß das Chassis aus mehreren druckfesten, aus Kunststoff bestehenden Kammern geformt ist, wobei jede Kammer einen Teil der Schaltung umschließt und aus einem einteiligen Kunststoff-Topf und einer vom Topf abnehmbaren Kappe besteht und wobei die an den Seitenwänden verbundenen Töpfe aus einem einteiligen Kunststofform­ teil bestehen. Damit wird ein gemeinsames, einstückiges und in einem größeren Gehäuse untergebrachtes Chassis einer umfangreiche­ ren Schaltung in lauter getrennt verschließbare druckfeste Kammern unterteilt, so daß jedes Schaltungsteil vorschriftsmäßig druckfest gekapselt ist und die gesamte Schaltung dennoch eine bauliche Einheit bildet, die vor Einbau in das äußere Gehäuse vollständig verdrahtet sein kann.

Der Zugriff auf Schaltungsteile wird erleichtert, wenn in Weiter­ bildung der Erfindung die von der Kammer umschlossenen Schaltungs­ teile an der Innenfläche der Kammerkappe befestigt sind. Der Ersatz einzelner Schaltungsteile wird erleichtert, wenn in Weiterbildung der Erfindung die an der Kammerkappe befestigten Schaltungsteile mit den Anschlußstiften mittels einer Steckverbindung kuppelbar sind. Für die elektrische Verbindung der Schaltungsteile empfiehlt es sich, wenn in Ausgestaltung der Erfindung an jeder Durchführung durch die Wand einer Kammer eine durchbohrte Metallhülse form­ schlüssig in die Kammerwand eingelassen ist. Zur Sicherung einer ausreichenden Spaltlänge für eine auf den jeweiligen Topf aufge­ setzte Kappe empfiehlt es sich, wenn in Weiterbildung der Erfindung der Trennspalt zwischen Kappe und Topf von einem in den Kunststoff des Topfes eingelassenen Metallring gebildet ist.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend an dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Draufsicht auf eine mit den Merkmalen der Erfindung ausgestattete Sprechstelle;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Sprechstelle gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das geöffnete Chassis der Sprechstelle nach Fig. 1 und 2, und

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie L-M durch das Chassis gemäß Fig. 3, wobei die in Ansicht jeweils rechte Hälfte jeder Kammer teilweise mit elektrischen Bauteilen ausgerüstet ist.

Die Sprechstelle 1 besitzt ein langgestrecktes, recht­ eckiges Gehäuse 2, auf dessen ein Chassis 4 beher­ bergendes Unterteil 3 ein verschiedene Signal- und Betätigungsvorrichtungen tragender Deckel 5 mit Schrauben, wie etwa bei 6 angedeutet, befestigt ist. Deckel 5 und Unterteil 3 bestehen aus einer relativ dünnwandigen glasmattenverstärkten Polyesterpreßmasse. Zu den an der Rückseite des Deckels 5 befestigten Sig­ nal- und Betätigungsvorrichtungen gehören ein Druck­ kammer-Lautsprecher 10, ein Mikrophonkorb 11, sowie verschiedene Betätigungshebel 12, 13, wie sie für eine Wechselsprechanlage, von der die Sprechstelle einen Teil bildet, üblich sind.

Das Chassis 4, das im wesentlichen die gesamte Länge und Breite des Gehäuse-Unterteils 3 ausfüllt, ist aus fünf Kammern 41-45 geformt, in denen die einzelnen Teile der für den Betrieb der Sprechstelle erforder­ lichen Schaltung untergebracht sind. Jede Kammer be­ steht aus einer glasmattenverstärkten Polyesterpreß­ masse und hat die Form eines zylindrischen Topfes. Jeder mit einer Kappe 41.2 bis 45.2 verschlossene Topf umfaßt ein Volumen bis zu 500 cm³, der Topf 41 beispielsweise ein Volumen von etwa 100 cm³. Die dazu für die erforderliche Druckfestigkeit erforderlichen Wandstärken der Töpfe lassen sich problemlos und preis­ wert herstellen. Die fünf das Chassis bildenden Töpfe hängen über ihre Seitenwände zusammen und sind ein einheitliches Formteil. An der offenen Oberseite ist jeder Topf 41-45 mit einer Kappe 41.2 bis 45.2 verschließbar. Dazu sind in Blindbohrungen Gewinde­ buchsen 40 in den Kunststoff eingelassen und form­ schlüssig verankert.

Die für die Sprechstelle erforderliche Schaltung um­ faßt eine oder mehrere Platinen mit Leiterbahnen, Widerständen und anderen elektronischen Bauteilen, sowie separate Potentiometer, Schalter, und der­ gleichen elektromechanische Komponenten. Bei der dargestellten Sprechstelle sind die einzelnen Teile der Schaltung auf die Töpfe verteilt und in diesen druckfest gekapselt. So enthält der Topf 41 einen Trennschalter, Topf 42 zwei Platinen, Topf 44 zwei Potentiometer, während die Töpfe 43 und 45 für andere Zwecke bereitstehen. Es können auch einer oder mehrere Töpfe des Chassis 4 entfallen, wenn die elektrischen oder mechanischen Gegebenheiten dies erlauben.

Um die einzelnen, in den verschiedenen Töpfen 41-45 beherbergten Schaltungsteile elektrisch miteinander verbinden zu können, sind am Boden 41.1 bis 45.1 jedes Topfes 41-45 Durchbrüche ausgebildet, von denen der Durchbruch 20 näher erläutert wird. Die übrigen Durchbrüche sind gleichartig ausgeführt. In eine Durchgangsbohrung 21 durch den Topfboden 42.1 ist eine lange gestreckte Metallhülse 22 form­ schlüssig eingelassen, in deren Achsialbohrung ein Anschlußstift 23 eingepaßt ist. Der Anschlußstift 23 steht aus dem Topf 42 zur Verbindung mit einem erhöhten Sicherheitsanforderungen genügenden Kabel (nicht dargestellt) vor. An seinem in das Innere des Topfes 42 reichenden Ende ist der Anschlußstift 23 in eine Leiterplatte 24 eingelötet, welche sich über der Innenfläche 25 des Topfbodens 42.1 erstreckt. Die Länge und Passung der Durchführung des Anschluß­ stiftes 23 bestimmt sich nach den Vorschriften für explosionsgeschützte Betriebsmittel.

Am offenen Ende jedes Topfes ist ein Metallring 30- 35 in die Topfwand eingelassen, dessen in das Innere des Topfes weisende Oberfläche mit der Innenfläche der Topfwand fluchtet. Wie die rechten Hälften der in den Figuren dargestellten Töpfe zeigen, dient der Metallring 30 zur Sicherung einer ausreichenden Spaltlänge für eine auf den jeweiligen Topf aufge­ setzte Kappe bzw. eine Achsendurchführung bei dem Topf 41.

An dem Topf 44 ist an dem dargestellten Kappenteil 44.2 zu erkennen, daß an der Kappe 44.2 ein Potentio­ meter befestigt und die Potentiometerachse 31.1 durch einen verdickten Bereich der Kappe 44.2 aus dem Topf herausgeführt ist. Die elektrischen An­ schlüsse des Potentiometers 31 werden in nicht dar­ gestellter Weise mit anderen nicht dargestellten elektrischen Bauteilen in dem Topf 44 verbunden und über eine Steckkupplung mit den Anschlußstiften am Boden 44.1 des Topfes beim Aufsetzen der Kappe 44.2 gekoppelt. Eine Steckerleiste 32 ist hierzu am Topf­ boden 44.1 vorgesehen.

In dem Topf 42 ist an der Innenfläche der Kappe 42.2 ein Ansatz 46 befestigt, auf welchem zwei Platinen 47, 48 verschraubt sind. Die sich bis zum Topfboden 42.1 erstreckenden Platinen tragen an ihrem freien Ende eine Stiftleiste 49, 50, deren Stifte mit der auf den Platinen 47, 48 aufgedruckten Schaltung ver­ bunden sind und in am Topfboden 42.1 vorgesehenen Buchsen 51, 52 elektrischen Kontakt finden.

Auf diese Weise ist die gesamte elektrische Schal­ tung der Sprechstelle 1 in mehreren Töpfen druck­ fest verkapselt, und zwar entsprechend den Vorschrif­ ten für Betriebsmittel in explosionsgefährdeten Medien. Daher kann das die Schaltung im ganzen umgebende, die Sprechstelle 1 nach außen abschließende größere Ge­ häuse 2 entsprechend weniger belastbar ausgeführt sein.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, mehr oder weniger Töpfe als dargestellt in das Gehäuse als Chassis 4 einzubauen. Auch kann jeder Topf im Inneren mit einem Metallblech ausgekleidet sein, was aus Abschirmungs- oder Festigkeitsgründen zu empfehlen sein kann. Die jeweils einen Topf nach außen verschließende Kappe kann aus dem gleichen Werkstoff wie der Topf oder alternativ auch aus Metall bestehen.

Claims (9)

1. Explosions- und schlagwettergeschütztes Gehäuse für eine elektri­ sche Schaltung in drahtgebundenen Kommunikations- und Warnanlagen, wobei die Schaltung Platinen, Schalter, Anschlußklemmen, oder der­ gleichen elektrische oder elektronische Bauteile aufweist, die untereinander elektrisch verbunden und auf einem in das Gehäuse einsetzbaren und als druckfeste Kapselung ausgeführten Chassis montiert sind, das in seinem Boden eine oder mehrere explosions­ sichere Durchführungen für im Inneren der Kammer mit dem umschlos­ senen Schaltungsteil verbundene Anschlußstifte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Chassis (4) aus mehreren druckfesten, aus Kunststoff bestehenden Kammern (41-45) geformt ist, wobei jede Kammer einen Teil der Schaltung (31, 32, 47, 48, 49, 50) umschließt und aus einem einteiligen Kunststoff-Topf und einer vom Topf ab­ nehmbaren Kappe (41.2-45.2) besteht und wobei die an den Seitenwän­ den verbundenen Töpfe aus einem einteiligen Kunststofformteil be­ stehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Kammer umschlossenen Schaltungsteile an der Innenfläche der Kammerkappe (41.2-45.2) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die an der Kammerkappe befestigten Schaltungsteile mit den Anschlußstiften (23) mittels einer Steckverbindung (49-52) kuppelbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an jeder Durchführung durch die Wand einer Kammer eine durchbohrte Metallhülse (21) formschlüssig in die Kammerwand eingelassen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Trennspalt zwischen Kappe und Topf von einem in den Kunststoff des Topfes eingelassenen Metallring (30) gebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kappe aus Metall besteht.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kammer zylindrisch ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Topf durch ein Metallblech oder -rohr ausgeklei­ det ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlußstifte (23) außerhalb der Kammern mit erhöhter Sicherheit genügenden Kabeln verbunden sind.