DE3639485C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein explosionsgeschütztes elektri­ sches Gerät mit Kabelschwanz-Anschlußtechnik.

Derartige Geräte sind z.B. aus dem Artikel von E. Ansmann, "Ex-Schutz-Grundlagen und Praxis", etz 1985, Heft 15, Sei­ ten 790 bis 792, insbesondere Seite 791, bekannt. Bei sol­ chen Geräten liegt ein Gehäuse der Schutzart "druckfeste Kap­ selung" vor, dem Energie über einen Kabelschwanz zugeführt wird, der mit Hilfe einer die genannte Schutzart wahrenden Leitungseinführung in das Gehäuse geführt ist. Die Aderenden des Kabelschwanzes werden mit einer elektrischen Baugruppe im Inneren des Gerätegehäuses verbunden bevor dasselbe ver­ schlossen wird. Das Verschließen erfolgt über eine gesonder­ te Verschlußeinrichtung.

Neben explosionsgeschützten elektrischen Geräten bestehen seit langer Zeit noch weitere explosionsgeschützte elektri­ sche Bauteile, insbesondere Steckeranordnungen und andere Verbindungseinrichtungen. Bei Steckeranordnungen wird ein Stecker in eine Buchse eingeführt. Im Buchseninnenraum, der nach dem Einführen des Steckers druckfest gekapselt ist, be­ steht ein Steckkontakt. Das Herstellen der Steckverbindung und das druckfeste Verschließen des Buchseninnenraumes er­ folgt in einem einzigen Handhabungsschritt durch das Ein­ schieben des Steckers in die Buchse. Neben solchen leicht trennbaren Verbindungseinrichtungen bestehen auch solche, die für länger dauernde Verbindung vorgesehen sind. Eine sol­ che Einrichtung ist z.B. in der DE 35 00 232 C 1 beschrie­ ben. Die Einrichtung stellt die Verbindung zwischen den End­ adern eines Heizkabels und den Endadern eines Leiterkabels her. Die jeweiligen Aderenden sind an zusammensteckbare Steckvorrichtungsteile angeschlossen. Die Steckvorrichtung ist von einem zylindrischen Gehäuse umschlossen, das an seinen beiden Enden über eine Quetschringdichtung verschließ­ bar ist. Jeder Quetschring wird so fest angezogen, daß er das durch ihn geführte Kabel mit so kleiner Spaltweite und Spaltlänge umschließt, daß der Gehäuseinnenraum der Schutz­ art "druckfeste Kapselung" genügt. Sollen das Heizkabel und das Leiterkabel voneinander getrennt werden, ist die Ver­ schraubung eines der beiden Quetschringe zu lösen. Sobald dies erfolgt ist kann das gelöste Kabel herausgezogen wer­ den, wobei sich die ineinandergesteckten Steckvorrichtungs­ teile voneinander lösen.

Steckverbindungen werden aber auch seit langem innerhalb explosionsgeschützter elektrischer Geräte verwendet, nämlich zum Anschließen von Röhren oder, heutzutage, zum Anschließen integrierter Schaltkreise. Der Stecksockel ist in all diesen Fällen über Adern mit einer getrennt zu montierenden Lei­ tungseinführung verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Gerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es ein­ facher montierbar ist als das bekannte Gerät.

Die Erfindung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Gerät zeichnet sich dadurch aus, daß die Leitungseinführung ins Gehäuseinnere hin einstückig zu­ gleich als Steckvorrichtungsteil ausgebildet ist und die zu kontaktierende Baugruppe so ausgebildet und im Gehäuse ange­ ordnet ist, daß sie beim Einsetzen der Leitungseinführung in eine Öffnung des Gehäuses kontaktiert wird.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß das, was von explosionsgeschützten elektrischen Steckeranordnun­ gen her seit Jahrzehnten bekannt ist, auch bei ebenfalls seit Jahrzehnten bekannten Geräten mit Kabelschwanz-An­ schlußtechnik möglich ist, nämlich den Verschluß eines Innen­ raumes und das Herstellen eines Kontaktes durch ein einziges Bauteil zu erzielen. Bei einer Steckeranordnung ist dies der Stecker, bei einem explosionsgeschützten elektrischen Gerät die einstückig zugleich als Steckvorrichtungsteil ausgebil­ dete Leitungseinführung.

Die erstrebte vereinfachte Montierbarkeit ist dadurch er­ zielt, daß nicht mehr zunächst eine Verbindung, sei es eine gesteckte oder eine geschraubte, im Inneren eines Gerätege­ häuses herzustellen ist und danach eine Leitungseinführung zu montieren ist, sondern daß vielmehr mit dem Anbringen der Leitungseinführung zugleich das Herstellen der Verbindung zur Baugruppe im Inneren des Gerätes bewerkstelligt ist.

Damit die Leitungseinführung den von ihr verschlossenen In­ nenraum druckfest kapselt, ist es erforderlich, daß sie un­ ter Einhalten eines zünddurchschlagsicheren Spaltes in das Gehäuse eingesetzt ist. Um die erforderlichen Toleranzen zu gewährleisten, kann die Leitungseinführung eine metallische Außenhülse aufweisen, in deren Inneres das Einführungs-Steck­ vorrichtungsteil und das Kabelschwanzende eingegossen sind, oder statt der metallischen Hülse kann eine Hülse aus einem auch bei Temperaturschwankungen gut maßhaltigen Kunststoff, z.B. einem Polycarbonat, verwendet werden. Von besonderem Vorteil ist es, das Einführungs-Steckvorrichtungsteil und das Kabelschwanzende mit Kunststoff zu umspritzen. Der Kunst­ stoff ist dabei so auszuwählen, daß er gut maßhaltig ist und eine Spritztemperatur aufweist, bei der die Isolierung der Leitung nicht zerstört wird. Hierfür eignen sich besonders Polyamide.

In Zusammenhang mit der leichten Montierbarkeit der erfin­ dungsgemäßen kombinierten Stecker/Verschluß-Leitungseinfüh­ rung ist es von besonderem Vorteil, die Baugruppe, mit der das Zusammenstecken erfolgt, in einem Schutzgehäuse einzu­ bauen, das in das Gerätegehäuse eingesetzt wird und die Bau­ gruppe gegen Kräfte schützt, die beim Zusammenstecken oder Lösen der Steckverbindung auftreten. Dies gilt insbesondere dann, wenn es sich um Baugruppen für sehr kleine Geräte, wie Signalleuchten, Taster oder Schalter handelt. Diese Baugrup­ pen können dann ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen gelagert werden, dem Lager entnommen werden und in das Gerätegehäuse eingesetzt werden und mit Hilfe der Stecker/Verschluß-Lei­ tungseinführung kontaktiert werden. Das Gesamtgerät kann da­ durch mit wenigen Handgriffen hergestellt werden.

Die beigefügte Figur betrifft ein Ausführungsbeispiel eines explosionsgeschützten elektrischen Gerätes in Form einer kleinen Leuchte 1 mit einem zylindrischen Gehäuseteil 2 aus Metall von etwa 18 mm Außendurchmesser und 2 mm Wandstärke. An demjenigen Ende, von dem die Leuchte abstrahlt, im folgen­ den in Übereinstimmung mit der Stellung in der Figur "obe­ res" Ende genannt, befindet sich ein nach innen stehender Bund 3 am Gehäuseteil 2. Von unten sind folgende Bauteile in das Gehäuseteil 2 geschoben, die jeweils zylindrische Außen­ form aufweisen, mit einem Außendurchmesser, der dem Innen­ durchmesser des Gehäuseteils 2 entspricht: Eine transparente Kappe 4, ein Schutzgehäuse 5 und eine Leitungseinführung 6 mit eingegossenem Leitungsschwanz 7. Die Leitungseinführung 6 weist an ihrem unteren Ende eine Nase 8 auf, die in eine entsprechende Aussparung im Gehäuseteil 2 greift, wodurch die Leitungseinführung 6 gegen Verdrehen gesichert ist. Die genannten Bauteile werden dadurch im Gehäuseteil 2 gehalten, daß eine Kappe g mittels einer Verschraubung 10 von außen auf das Gehäuseteil 2 geschraubt ist. Die Kappe 9 weist in ihrer Mitte eine Öffnung 11 auf, durch die hindurch der Lei­ tunsschwanz 7 nach außen tritt. Die Kappe 9 ist dadurch ge­ gen Verdrehen gesichert, daß die Leitungseinführung 6 am un­ teren Ende eine Aussparung 12 aufweist, in die eine durch die Kappe 9 gedrehte Schraube 13 greift. Diese Schraube weist einen Innensechskant auf und ist versenkt, weswegen sie als Sonderverschluß im Sinne der deutschen Explosions­ schutzbestimmungen wirkt.

Die transparente Kappe 4 hält gegenüber dem Gehäuseteil 2 einen zünddurchschlagsicheren Spalt 15 ein. Einen weiteren zünddurchschlagsicheren Spalt 16 hält die Leitungseinführung 6 gegenüber dem Gehäuseteil 2 ein. Durch diese Maßnahmen ist das Gehäuseinnere nach allen Seiten zünddurchschlagsicher ab­ geschlossen. Durch diese Spalte und durch die Tatsache, daß die Wände der transparenten Kappe 4 und des Gehäuseteils 2 so stark ausgebildet sind, daß sie den höchstmöglichen Explo­ sionsdrücken im Gehäuseinneren standhalten, ist insgesamt ein Gehäuse in der Schutzart "druckfeste Kapselung" erzielt. Daß diese Schutzart vorliegt, ist dem Fachmann unter anderem daran erkennbar, daß der Sonderverschluß aufgrund der Schrau­ be 13 mit dem Innensechskant 14 vorliegt. Dem Fachmann ist bekannt, daß er diese Schraube 13 erst öffnen und damit die Leuchte 1 auseinanderbauen darf, wenn er die Leuchte span­ nungsfrei geschaltet hat.

Die Leitungseinführung 6 besteht aus einer Hülse 17, aus einem Polycarbonat, wie es z. B. unter dem Warenzeichen Makrolon im Handel erhältlich ist. Der Kunststoff ist auch bei Temperaturänderungen maßhaltig, so daß das Einhalten des zünddurchschlagsicheren Spaltes 16 zwischen dem Gehäuseteil 2 und der Einführung 6 gewährleistet ist. In die Hülse 17 sind zwei Buchsen 18 eingesetzt, an die jeweils ein abiso­ liertes Ende 19 einer von zwei Adern 20 des Leitungsschwan­ zes 7 angeschweißt oder angelötet sind. Der verbleibende Innenraum der Hülse 17 ist durch einen Verguß 21 aus einem Epoxyharz ausgefüllt.

Das Schutzgehäuse 5 weist die Form eines Hohlzylinders mit einem gegenüber dem unteren Ende des Zylinders etwas hochge­ setzten Boden 22 auf, in den Kontaktstifte 23 eingesetzt sind, die nach unten und oben über den Boden 22 überstehen. Die obere Hälfte der Stifte 23 kontaktieren eine Leiterplat­ te 24, an deren oberem Ende zwei Leuchtdioden 25 angeordnet sind. Auf der Leiterplatte 24 befindet sich eine nicht darge­ stellte Schaltung zum Ansteuern der Leuchtdioden 25. In zu­ sammengesetztem Zustand der Leuchte 1 erhält die Leiterplat­ te 24 elektrische Energie dadurch, daß die Stifte 23 in die Buchsen 18 in der Leitungseinführung 6 eingreifen.

Es ist leicht ersichtlich, daß sich eine defekte Leiterplat­ te 24 oder eine defekte Leuchtdiode 25 leicht austauschen lassen, indem die Verschlußkappe 9 abgeschraubt wird (nach­ dem die Leuchte spannungsfrei geschaltet ist und der Sonder­ verschluß durch die Schraube 13 geöffnet ist) und die Lei­ tungseinführung 6 mitsamt dem Schutzgehäuse 5 herausgezogen wird. Danach wird das letztere von der Einführung 6 abgezo­ gen und durch ein neues Schutzgehäuse mit neuer Leiterplatte und neuen Leuchtdioden ersetzt. Entsprechend ist es möglich, die Farbe der Leuchte durch Einsetzen eines Schutzgehäuses mit andersfarbigen Leuchtdioden zu ändern, oder die Leuchte in einen Taster umzubauen, in dem auch noch die transparente Kappe 4 entnommen wird und statt dieser Kappe und dem Schutz­ gehäuse 5 mit den Leuchtdioden ein Schutzgehäuse mit einem Schalterbauteil und einem unter Einhalten eines zünddurch­ schlagsicheren Spaltes im Gehäuseteil 2 geführten Bedienungs­ teil eingesetzt wird. Alle diese Bauteile können sehr kom­ pakt ausgeführt sein, da nicht irgendwelche Klemm- oder Löt­ verbindungen zum Montieren herzustellen sind, sondern nur Steckverbindungen. Zur kompakten Bauweise trägt auch wesent­ lich bei, daß eine Leitungseinführung mit eingegossenem Lei­ tungsschwanz 7 verwendet wird, also nicht etwa eine Durchfüh­ rung mit nach außen zeigenden Klemmen, die in der Schutzart "erhöhte Sicherheit" ausgeführt sein müßten und demgemäß er­ heblichen Platz beanspruchen würden.

Abwandlungen des beschriebenen Ausführungsbeispiels sind z. B. dadurch möglich, daß die druckfeste Kapselung nach vorne hin nicht durch einen zünddurchschlagsicheren Spalt 15 zwischen dem Gehäuseteil 2 und der transparenten Kappe 4 be­ werkstelligt wird, sondern daß das Schutzgehäuse 5 selbst in druckfester Kapselung ausgeführt ist und unter Einhalten eines zünddurchschlagsicheren Spaltes gegenüber dem Gehäuse­ teil 2 in dieses eingesetzt ist. Auch können die transparen­ te Kappe 4 und das Schutzgehäuse 5 einstückig ausgebildet sein. Dabei ist das Schutzgehäuse selbst nicht druckfest ge­ kapselt, es weist jedoch nach vorne hin eine solche Wandstär­ ke auf, daß diese Wand dem durch eine Explosion im Schutzge­ häuse verursachten Druck standhält. Weitere Änderungen sind dahingehend möglich, daß das Gehäuseteil 2 nicht zylinderför­ mig, sondern in einer anderen Form, z. B. quaderförmig, aus­ gebildet ist. Wichtig ist jedoch auch bei solchen Ausfüh­ rungsformen, daß die Leitungseinführung ein Steckvorrich­ tungsteil aufweist, auf das eine elektrische Baugruppe di­ rekt aufgesteckt ist, und das unter Einhalten eines zünd­ durchschlagsicheren Spaltes in das Gehäuse eingesetzt ist.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß der Figur ist die Verschrau­ bung 10 so ausgebildet, daß die Verschlußkappe 9 durchdreht wenn sie ihre vorderste zu erzielende Lage erreicht hat. Dies ermöglicht es, die Kappe 9 so weit zu verdrehen, daß die Schraube 13 in die Aussparung 12 greifen kann. Eine ande­ re bevorzugte Ausführungsform, die es ermöglicht, daß die Schraube 13 gerade in die Aussparung 12 treffen kann, ist die, daß statt der Verschraubung 10 ein Bajonettverschluß zwischen Verschlußkappe 9 und dem Gehäuseteil 2 verwendet wird.

Claims (9)

1. Explosionsgeschütztes elektrisches Gerät mit Kabelschwanz- Anschlußtechnik mit

• - einem Gerätegehäuse,
• - einer Leitungseinführung, die einen nach außen führenden Leitungsschwanz mit in Kunststoff eingebettetem Schwanzende aufweist, und die als gesondertes Bauteil ausgeführt ist, das unter Einhalten eines zünddurchschlagsicheren Spaltes in das Gehäuse eingesetzt ist, und
• - einer elektrischen Baugruppe, die über die Leitungseinfüh­ rung mit elektrischer Energie versorgt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Leitungseinführung (6) ins Gehäuseinnere hin einstückig zugleich als Steckvorrichtungsteil (18) ausgebildet ist und
• - die Baugruppe (24) so ausgebildet und im Gehäuse (2, 4) an­ geordnet ist, daß sie beim Einsetzen der Leitungseinführung (6) in eine Öffnung des Gehäuses kontaktiert wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinführung (6) eine Kunststoffhülse (17) auf­ weist, in die Steckerteile (18) eingesetzt sind, an die die Aderenden (19) des Leitungsschwanzes (7) angeschlossen sind, und daß der verbleibende Innenraum der Hülse ausgegossen ist.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teile der Einführung und das Leitungsschwanzen­ de mit Kunststoff umspritzt sind.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Polyamid ist.

5. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Baugruppe (24) in ein Schutzgehäuse (5) ein­ gebaut ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzgehäuse in Richtung der Außenseite des Gerätege­ häuses eine Wand aufweist, die so stark ist, daß sie dem Druck standhält, wie er durch eine Explosion im Inneren des Schutzgehäuses hervorgerufen wird, und es in das Gerätege­ häuse unter Einhalten eines zünddurchschlagsicheren Spaltes eingesetzt ist.

7. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung (9) der Leitungseinführung (6) am Geräte­ gehäuse (2) durch einen Verschluß (13) der Sicherungsart "Sonderverschluß" gesichert ist.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinführung (6) durch eine Verschlußkappe (9) im Gehäuse (2) gehalten wird, das Gehäuse eine Aussparung (12) aufweist, in die ein in der Kappe geführtes Sonderverschluß­ mittel (13/14) eingreift, und die Kappe entweder durch einen Bajonettverschluß mit dem Gehäuse verbunden ist, oder durch eine Verschraubung (10), die so ausgebildet ist, daß die Kap­ pe durchdreht, wenn sie in ihre vorderste Lage geschraubt ist.