EP2209164B1 - Elektrische Geräteeinheit - Google Patents

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EP2209164B1
EP2209164B1 EP09016018.5A EP09016018A EP2209164B1 EP 2209164 B1 EP2209164 B1 EP 2209164B1 EP 09016018 A EP09016018 A EP 09016018A EP 2209164 B1 EP2209164 B1 EP 2209164B1
Authority
EP
European Patent Office
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actuator
locking
device unit
unit according
electric device
Prior art date
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Not-in-force
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EP09016018.5A
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English (en)
French (fr)
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EP2209164A2 (de
EP2209164A3 (de
Inventor
Karl-Heinz Lux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bartec GmbH
Original Assignee
Bartec GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Bartec GmbH filed Critical Bartec GmbH
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Publication of EP2209164A3 publication Critical patent/EP2209164A3/de
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Publication of EP2209164B1 publication Critical patent/EP2209164B1/de
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks
    • H01R9/26—Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting
    • H01R9/2625—Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting with built-in electrical component
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    • H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
    • H01R13/629—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances
    • H01R13/62933—Comprising exclusively pivoting lever
    • H01R13/62938—Pivoting lever comprising own camming means
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    • H01R13/447—Shutter or cover plate
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    • H01R13/629—Additional means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts, e.g. aligning or guiding means, levers, gas pressure electrical locking indicators, manufacturing tolerances
    • H01R13/62933—Comprising exclusively pivoting lever
    • H01R13/62955—Pivoting lever comprising supplementary/additional locking means
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    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles

Definitions

  • the invention relates to an electrical appliance unit with a module housing, which includes electrical and / or electronic components and can be inserted into a frame housing.
  • Such an electrical appliance unit is off EP 0 674 362 A1 known.
  • This unit has a frame housing with electrical connections and a module housing containing electrical and / or electronic components.
  • the module housing is inserted into the frame housing with the aid of an actuator.
  • the device unit has a plug connection, which has at least one contact socket and at least one contact pin engaging in it.
  • the connector is associated with a lock, which is also provided with the pivotable about an axis actuator.
  • the bearing part of the actuator has an approximately semicircular guide groove into which a locking pin provided on the module housing engages. In the part-circular guide groove opens from the peripheral edge of the bearing part extending from the insertion opening, which extends approximately radially in the direction of the pivot axis of the actuator.
  • the object of the invention is to develop an electrical appliance unit of the type described above to the effect that with simple means a safe and secure replacement of the module housing is possible without the operating device or parts thereof previously disable or disconnect electrical leads.
  • the electrical appliance unit 1 is intended for use in endangered, in particular potentially explosive areas and comprises a frame housing 2, a module housing 3 and an actuator 4, which is associated with a detachable locking of the module housing 3 which can be inserted into the frame housing 2.
  • the frame housing 2 has a main body 5, which is releasably attachable to a cross-sectionally approximately U-shaped DIN rail 6.
  • a locking device 7 is provided on the base body 5, which is mounted on the base body 5 transversely to the longitudinal direction of the DIN rail 6 slidably.
  • the main body 5 has a connector receptacle 8, which has a plurality of spaced apart contact sockets 9.
  • the contact bushes 9 are surrounded by a boundary wall 10, which is expediently formed by four walls arranged at right angles to each other, so that the plug receptacle 8 is substantially rectangular in cross-section.
  • Each individual contact socket 9 is located in an electrically non-conductive insulating body 11, which may be designed as an approximately circular cylinder.
  • the insulating body 11 can be significantly longer, preferably about twice as long as the female contact 9, which is expediently arranged in the lower part of the insulating body 11, so that an insertion part 12 of the insulating body 11, the female opening 13 of the female contact 9 significantly surmounted.
  • the insertion part 12 of the insulating body 11 has a coaxial with the contact socket 9 arranged insertion hole 14 into which a contact pin 15 is inserted.
  • the insulating body 11 may be mounted in a floating manner with the contact sockets 9 in the connector receptacle 8.
  • At the female contacts 9 can also be sleeve-shaped connecting parts 16 are formed, which protrude from the connector receptacle 8 and where electrical lines for Example can be contacted by soldering or crimping.
  • each of the two support walls 17, 18 is located in each case a circular bearing seat 20, which are opposite to each other.
  • the bearing receptacle 20 is an inlet opening 21 associated, which is formed in the support wall 17, 18 as a slot-shaped recess.
  • the support walls 17, 18 each have on their inner sides opposite one each in the insertion direction of the module housing 3 extending longitudinal groove 22 and on the outer sides opposite a respective locking cam 23.
  • the support walls 17, 18 each have a locking member 51, in addition to the Peripheral region of the bearing seat 20 is arranged.
  • the module housing 3 is formed substantially as a rectangular body and has on the frame housing 2 facing the underside of a plug 24 which is bounded by a peripheral wall 25 formed of four mutually perpendicular wall parts.
  • the plug 24 with the peripheral wall 25 is thus substantially rectangular in cross-section.
  • the peripheral wall 25 surrounds the mutually spaced contact pins 15, which are electrically connected to the located within the module housing 3 electrical or electronic components.
  • the diameter of the contact pins 15 is selected so that it is slightly smaller than the diameter of the insertion hole 14 of the insulating body 11 in the frame housing 2.
  • a respective locking pin 28 is arranged, which project opposite each other in opposite directions and outwardly.
  • a wall portion 30 of the side walls 26, 27 is slightly set back inwards and bounded by an approximately wavy edge contour 31.
  • the outer edges of the support walls 17, 18 have a likewise approximately wavy front side contour 32, which in the in FIG. 8th shown final assembly position corresponds to the edge contour 31.
  • the depth of the recessed wall portions 30 corresponds approximately to the thickness of the support walls 17, 18 which bear against the wall portions 30.
  • the actuator 4 has two spaced apart parallel legs 34, 35 and a handle portion 36, which may be slightly bent and the legs 34, 35 connects, so that the actuator 4 is substantially formed as a U-shaped bracket.
  • the actuator 4 is arranged on the support walls 17, 18 of the frame housing 2 and pivotally mounted.
  • a bearing part 37 is disposed on each of the inner sides of the legs 34, 35 at their free ends, which lie opposite each other in mirror symmetry and each have a guide groove 38.
  • the bearing parts 37 are formed as annular discs and are positively mounted in the bearing receivers 20 of the support walls 17, 18, wherein the center axes of the annular bearing parts 37 form the pivot axis of the actuator 4.
  • a respective locking part receptacle 52 is formed on the legs 34, 35 of the actuator 4, in which the locking parts 51 of the support walls 17, 18 positively engage, in such a way that the actuator 4 both in its end positions and during the pivoting is held insoluble and can not be removed.
  • the guide grooves 38 are formed approximately radially in the bearing part 37 and extend from a formed at the peripheral edge of the bearing members 37 insertion opening 39 is approximately semicircular in the direction of the center axis of the bearing part 37.
  • the width of the guide grooves 38 is dimensioned so that they are about the same or only slightly larger is as the diameter of the locking pin 28, so that the latter are guided largely free of play in the guide grooves 38.
  • two mutually mirror-image opposing abutment 40 located on the inner sides of the two legs 34, 35 of the actuator 4, two mutually mirror-image opposing abutment 40, which bear against a stop 41 of the locking cam 23.
  • the abutments 40 is arranged upstream of the locking cam 23 a ramp 52 and a recess 43 downstream.
  • the actuator 4 on its legs 34, 35 nose-shaped projections 44 which have on their inner sides mutually mirror-inverted locking edges 45.
  • the projections 44 In the closed position of the actuator 4, the projections 44 each overlap a wall portion 46, which are formed on opposite sides of the latching device 7.
  • the wall parts 46 have a locking edge 47, which bears against the locking edge 45, whereby unintentional displacement of the locking device 23 is prevented in an open position.
  • FIGS. 2 and 3 is the module housing 3 of the device unit 1, the frame housing 2 by means of the locking device. 7 is attached to the DIN rail 6, in a first mounting position.
  • the actuator 4 is pivoted clockwise all the way back to a limited opening position, wherein the inlet openings 21 of the support walls 17, 18 and the insertion openings 39 of the bearing parts 37 are congruent.
  • the module housing 3 is in the three sides of the support walls 17, 18 and the end wall 19 limited receiving space of the frame housing 2 inserted so that the webs 29 tight over the longitudinal grooves 22 and the locking pin 28 at a slightly greater distance above the inlet and insertion 21, 39 are located.
  • the FIG. 3 shows that in this first mounting position, the distance of the module housing 3 on the frame housing 2 is so large that the plug 24 also still has a significant distance from the connector receptacle 8 of the frame housing 2.
  • FIG. 4 can be seen that the module housing 3 with respect to the representations of FIGS. 2 and 3 further in the direction of down into the receiving space of the frame housing 2 has been pushed or pushed in, wherein the webs 29 are guided in the longitudinal grooves 22 largely free of play and thus ensure a proper shift in the illustrated second mounting position.
  • the actuator 4 is still in its fully rearwardly pivoted opening position and the locking pins 28 have been passed through the inlet openings 21 and 39 insertion. You are now at the beginning of the part-circular guide grooves 38 of the bearing parts 37. Another pushing in or pushing down the module housing 3 in the direction against the frame housing 2 is now no longer possible.
  • the module housing 3 can now be moved only in the direction of the frame housing 2 by pivoting the actuator 4.
  • FIG. 6 the plug 24 of the module housing 3 is already partially inserted into the connector receptacle 8 of the frame housing 2 in this mounting position.
  • the peripheral wall 25 of the plug 24 is inserted approximately halfway into a slot-shaped recess 48, which is preferably formed in the boundary wall 10 of the connector receptacle 8.
  • the enlarged view in FIG. 7 makes it clear that the contact pins 15 are initially only in the insertion holes 14 of the insulating body 11 and not yet correspond with the contact sockets 9. Between the free ends of the contact pins 15 and the socket openings 13 of the contact sockets 9 there is an axial minimum contact distance 49, which corresponds to the requirements of DIN EN 50018 and DIN EN 60079.
  • FIG. 8 and 9 the final assembly position of the unit 1 is shown.
  • the actuator 4 has been pivoted in the counterclockwise direction and is in its horizontal closed position.
  • the run-on slopes 42 of the actuator 4 slid over shortly before reaching the closure position the locking cams 23 of the support walls 17, 18, until then snapped the locking cam 23 into the recesses 43 of the actuator 4 at the end of the pivoting movement, so that the abutment 40 abut the stops 41 of the locking cam 23.
  • an unintentional pivoting up of the actuator 4 in the clockwise direction is prevented with certainty and ensures a stable fixation of the closure position.
  • the locking pins 38 are preferably coaxial with the pivot axis of the actuator 4. Since the locking pins 38 are fixedly mounted on the module housing 3, the latter has of course been moved in the downward direction against the frame housing 2 in its final position.
  • the illustrated locking position of the actuator 4 whose projections 44 engage over the wall parts 46 of the locking device 7.
  • the locking edges 47 of the wall parts 46 abut against the locking edges 45 of the projections 44 and thus prevent the horizontal displacement of the locking device 7 in the plane of the base body fifth
  • FIG. 9 It can be seen that the peripheral wall 25 of the plug 24 is now fully inserted to the bottom of the slot-shaped recess 48 of the connector receptacle 8. And continues to show FIG. 9 and in particular the enlarged view in FIG FIG. 10 in that the contact pins 15 of the plug 24 are plugged into the contact sockets 9 of the plug receptacle 8 via an axial minimum contact path 50, so that a permanently reliable contacting is provided.
  • the module housing 3 If the module housing 3 is to be replaced, for example, in the event of a defect during operation, proceed in the reverse manner as in the assembly operation described above. This means that first the securing of the closure position of the actuator 4 must be canceled. Then the actuator 4 is clockwise in the in FIG. 2 to pivot shown opening position, wherein the module housing 3 displaced by the eccentric locking pin guide away from the frame housing 2 in the upward direction and the connector is disengaged. After reaching the opening position of the actuator 4, the module housing 3 can be pulled out by hand in the upward direction from the receiving space of the frame housing 2 and a new inserted.
  • An advantage of the device unit 1 according to the invention is that in critical explosive environment, the active module, so the module housing 3 with the electrical and / or electronic components, can be changed safely in the operating state without shutting down the system. It need to be solved by connecting lines fixed contacts, but all connections remain connected to the base housing, the frame housing 2. Neither when plugging in nor when removing the module housing 3 can sparks arising in the interior of the connector sparks due to the above measures to the outside and bring an explosive ambient atmosphere to ignite, so that overall high security is given.

Landscapes

  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Geräteeinheit mit einem Modulgehäuse, das elektrische und/oder elektronische Einbauteile beinhaltet und in ein Rahmengehäuse einsteckbar ist.
  • Eine solche elektrische Geräteeinheit ist aus EP 0 674 362 A1 bekannt. Diese Geräteeinheit hat ein Rahmengehäuse mit elektrischen Anschlüssen sowie ein Modulgehäuse, das elektrische und/oder elektronische Einbauteile enthält. Das Modulgehäuse wird mit Hilfe eines Betätigers in das Rahmengehäuse eingesetzt. Die Geräteeinheit hat eine Steckverbindung, die mindestens eine Kontaktbuchse und mindestens einen in diese eingreifenden Kontaktstift aufweist. Der Steckverbindung ist eine Verriegelung zugeordnet, die außerdem mit dem um eine Achse schwenkbaren Betätiger versehen ist. Der Lagerteil des Betätigers hat eine etwa halbkreisförmige Führungsnut, in die ein am Modulgehäuse vorgesehener Verriegelungszapfen eingreift. In die teilkreisförmige Führungsnut mündet eine vom Umfangsrand des Lagerteiles aus sich erstreckende Einführöffnung, die sich etwa radial in Richtung auf die Schwenkachse des Betätigers hin erstreckt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine elektrische Geräteeinheit der eingangs beschriebenen Art dahingehend weiterzubilden, dass mit einfachen Mitteln ein gefahrloser und sicherer Austausch des Modulgehäuses möglich ist, ohne die Betriebseinrichtung oder Teile davon zuvor abzuschalten oder elektrische Anschlussleitungen zu trennen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
  • Weitere Vorteile und wesentliche Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar:
    • FIG. 1
    eine erfindungsgemäße elektrische Geräteeinheit in einer Sprengdarstellung,
    FIG. 2
    die Geräteeinheit der FIG. 1 in einer ersten Montageposition, teilweise geschnitten,
    FIG. 3
    die Geräteeinheit der FIG. 2 in einer geschnittenen Ansicht,
    FIG. 4
    die Geräteeinheit ähnlich der FIG. 2 in einer zweiten Montage-position, teilweise geschnitten,
    FIG. 5
    die Geräteeinheit der FIG. 4 in einer weiteren Montageposition, teilweise geschnitten,
    FIG. 6
    die Geräteeinheit der FIG. 5 in einer geschnittenen Ansicht,
    FIG. 7
    einen Teil der Steckverbindung gemäß dem Ausschnitt A der FIG. 6 in einer vergrößerten Schnittansicht,
    FIG. 8
    die Geräteeinheit der FIG. 5 in einer fertig montierten Endposition, teilweise geschnitten,
    FIG. 9
    die Geräteeinheit der FIG. 8 in einer geschnittenen Ansicht,
    FIG. 10
    einen Teil der Steckverbindung gemäß dem Ausschnitt B der FIG. 9 in einer vergrößerten Schnittansicht.
  • Die erfindungsgemäße elektrische Geräteeinheit 1 ist für den Einsatz in gefährdeten, insbesondere explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen und umfasst ein Rahmengehäuse 2, ein Modulgehäuse 3 und einen Betätiger 4, der einer lösbaren Verriegelung des in das Rahmengehäuse 2 einsteckbaren Modulgehäuses 3 zugehörig ist.
  • Das Rahmengehäuse 2 besitzt einen Grundkörper 5, der an einer im Querschnitt ungefähr U-förmigen Hutschiene 6 lösbar befestigbar ist. Für die lösbare Befestigung des Rahmengehäuses 2 ist am Grundkörper 5 eine Rastvorrichtung 7 vorgesehen, die an dem Grundkörper 5 quer zur Längsrichtung der Hutschiene 6 verschiebbar gelagert ist. An der der Rastvorrichtung 7 gegenüberliegenden Seite der Hutschiene 6 weist der Grundkörper 5 eine Steckeraufnahme 8 auf, die mehrere auf Abstand zueinander angeordnete Kontaktbuchsen 9 besitzt. Die Kontaktbuchsen 9 sind von einer Begrenzungswand 10 umfasst, die zweckmäßig von vier rechtwinklig zueinander angeordneten Wänden gebildet ist, so dass die Steckeraufnahme 8 im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmig ist.
  • Jede einzelne Kontaktbuchse 9 befindet sich in einem elektrisch nicht leitenden Isolierkörper 11, der als etwa kreisförmiger Zylinder ausgeführt sein kann. Der Isolierkörper 11 kann deutlich länger, vorzugsweise ungefähr doppelt so lang sein wie die Kontaktbuchse 9, die zweckmäßig im unteren Teil des Isolierkörpers 11 angeordnet ist, so dass ein Einführteil 12 des Isolierkörpers 11 die Buchsenöffnung 13 der Kontaktbuchse 9 erheblich überragt. Der Einführteil 12 des Isolierkörpers 11 besitzt eine koaxial zur Kontaktbuchse 9 angeordnete Einführbohrung 14, in die ein Kontaktstift 15 einführbar ist. Um das Einbringen der Kontaktstifte 15 in die Einführbohrungen 14 zu erleichtern, können die Isolierkörper 11 mit den Kontaktbuchsen 9 in der Steckeraufnahme 8 schwimmend gelagert sein. An den Kontaktbuchsen 9 können zudem hülsenförmige Anschlussteile 16 ausgebildet sein, die aus der Steckeraufnahme 8 herausragen und an denen elektrische Leitungen zum Beispiel durch Löt- oder Quetschverbindungen kontaktiert werden können.
  • Auf der Oberseite des Grundkörpers 5 sind zwei in einem Abstand zueinander parallele Stützwände 17, 18 angeordnet, die mittels einer quer dazu angeordneten Stirnwand 19 verbunden sind, so dass ein dreiseitig begrenzter Aufnahmeraum gebildet ist. In jeder der beiden Stützwände 17, 18 befindet sich je eine kreisförmige Lageraufnahme 20, die einander gegenüberliegen. Der Lageraufnahme 20 ist eine Eintrittsöffnung 21 zugehörig, die in der Stützwand 17, 18 als schlitzförmige Ausnehmung ausgebildet ist. Außerdem besitzen die Stützwände 17, 18 an ihren Innenseiten einander gegenüberliegend je eine sich in Einsteckrichtung des Modulgehäuses 3 erstreckende Längsnut 22 und an den Außenseiten gegenüberliegend je einen Rastnocken 23. Und schließlich weisen die Stützwände 17, 18 je einen Sperrteil 51 auf, der neben dem Umfangsbereich der Lageraufnahme 20 angeordnet ist.
  • Das Modulgehäuse 3 ist im Wesentlichen als Rechteckkörper ausgebildet und weist an der dem Rahmengehäuse 2 zugewandten Unterseite einen Stecker 24 auf, der von einer aus vier rechtwinklig zueinander angeordneten Wandteilen gebildeten Umfangswand 25 begrenzt ist. Der Stecker 24 mit der Umfangswand 25 ist somit im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmig. Die Umfangswand 25 umgibt die auf Abstand zueinander angeordneten Kontaktstifte 15, die mit den innerhalb des Modulgehäuses 3 befindlichen elektrischen oder elektronischen Einbauteilen elektrisch leitend verbunden sind. Der Durchmesser der Kontaktstifte 15 ist so gewählt, dass er geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Einführbohrung 14 des Isolierkörpers 11 im Rahmengehäuse 2. Wenn der Stecker 24 in die Steckeraufnahme 8 eingeführt ist, besteht zwischen der Umfangsfläche der Kontaktstifte 15 und der Innenfläche der Einführbohrungen 14 jeweils ein durch die DIN EN 50018 und DIN EN 60079 definierter zünddurchschlagsicherer Spalt 33.
  • An beabstandeten parallelen Seitenwänden 26, 27 des Modulgehäuses 3 ist je ein Verriegelungszapfen 28 angeordnet, die einander gegenüberliegend in entgegengesetzten Richtungen und nach außen hin vorstehen. Außerdem befindet sich an den Außenseiten der Seitenwände 26, 27 gegenüberliegend je ein Steg 29. Ein Wandteil 30 der Seitenwände 26, 27 ist etwas nach innen zurückgesetzt und durch eine etwa wellenförmige Randkontur 31 begrenzt. Entsprechend dieser Randkontur 31 weisen die Außenränder der Stützwände 17, 18 eine ebenfalls etwa wellenförmige Stirnseitenkontur 32 auf, die in der in FIG. 8 dargestellten Endmontagestellung mit der Randkontur 31 korrespondiert. Die Tiefe der zurückgesetzten Wandteile 30 entspricht etwa der Dicke der Stützwände 17, 18, die an den Wandteilen 30 anliegen.
  • Der Betätiger 4 weist zwei einander beabstandete parallele Schenkel 34, 35 und einen Griffteil 36 auf, der etwas gebogen sein kann und die Schenkel 34, 35 verbindet, so dass der Betätiger 4 im Wesentlichen als U-förmiger Bügel ausgebildet ist. Der Betätiger 4 ist an den Stützwänden 17, 18 des Rahmengehäuses 2 angeordnet und schwenkbar gelagert. Dazu ist an den Innenseiten der Schenkel 34, 35 an deren freien Enden je ein Lagerteil 37 angeordnet, die einander spiegelsymmetrisch gegenüberliegen und je eine Führungsnut 38 aufweisen. Die Lagerteile 37 sind als kreisringförmige Scheiben ausgebildet und sind formschlüssig in den Lageraufnahmen 20 der Stützwände 17, 18 gelagert, wobei die Mittenachsen der kreisringförmigen Lagerteile 37 die Schwenkachse des Betätigers 4 bilden.
  • Neben dem Umfangsbereich der Lagerteile 37 ist an den Schenkeln 34, 35 des Betätigers 4 je eine Sperrteilaufnahme 52 ausgebildet, in welche die Sperrteile 51 der Stützwände 17, 18 formschlüssig eingreifen, und zwar so, dass der Betätiger 4 sowohl in seinen Endstellungen als auch während des Verschwenkens unlösbar gehalten ist und nicht entfernt werden kann.
  • Die Führungsnuten 38 sind ungefähr radial in dem Lagerteil 37 ausgebildet und verlaufen von einer am Umfangsrand der Lagerteile 37 ausgebildeten Einführöffnung 39 ungefähr halbkreisförmig in Richtung zur Mittenachse des Lagerteils 37. Die Breite der Führungsnuten 38 ist so bemessen, dass sie etwa gleich oder nur geringfügig größer ist als der Durchmesser der Verriegelungszapfen 28, so dass letztere in den Führungsnuten 38 weitgehend spielfrei geführt sind. Außerdem befinden sich an den Innenseiten der beiden Schenkel 34, 35 des Betätigers 4 zwei einander spiegelbildlich gegenüberliegende Widerlager 40, die an einem Anschlag 41 der Rastnocken 23 anliegen. Den Widerlagern 40 ist für den Rastnocken 23 eine Auflaufschräge 42 vorgeordnet und eine Ausnehmung 43 nachgeordnet. Weiterhin weist der Betätiger 4 an seinen Schenkeln 34, 35 nasenförmige Vorsprünge 44 auf, die an ihren Innenseiten einander spiegelbildlich gegenüberliegende Verriegelungskanten 45 besitzen. In der Verschlussposition des Betätigers 4 übergreifen die Vorsprünge 44 jeweils einen Wandungsteil 46, die an gegenüberliegenden Seiten der Rastvorrichtung 7 ausgebildet sind. Die Wandungsteile 46 besitzen eine Sperrkante 47, die an der Verriegelungskante 45 anliegt, wodurch ein unbeabsichtigtes Verschieben der Rastvorrichtung 23 in eine Öffnungsstellung verhindert ist.
  • In den Figuren 2 und 3 befindet sich das Modulgehäuse 3 der Geräteeinheit 1, deren Rahmengehäuse 2 mittels der Rastvorrichtung 7 an der Hutschiene 6 befestigt ist, in einer ersten Montageposition. Dabei ist der Betätiger 4 im Uhrzeigersinn ganz nach hinten in eine begrenzte Öffnungsposition geschwenkt, wobei die Eintrittsöffnungen 21 der Stützwände 17, 18 und die Einführöffnungen 39 der Lagerteile 37 deckungsgleich sind. Das Modulgehäuse 3 ist in den von den Stützwänden 17, 18 und der Stirnwand 19 dreiseitig begrenzten Aufnahmeraum des Rahmengehäuses 2 so eingesetzt, dass sich die Stege 29 dicht über den Längsnuten 22 und die Verriegelungszapfen 28 in einem etwas größeren Abstand über den Eintritts- und Einführöffnungen 21, 39 befinden. Die FIG. 3 zeigt, dass in dieser ersten Montageposition der Abstand des Modulgehäuses 3 über dem Rahmengehäuse 2 so groß ist, dass der Stecker 24 ebenfalls noch einen deutlichen Abstand zu der Steckeraufnahme 8 des Rahmengehäuses 2 aufweist.
  • Der FIG. 4 ist zu entnehmen, dass das Modulgehäuse 3 gegenüber den Darstellungen der Figuren 2 und 3 weiter in Richtung nach unten in den Aufnahmeraum des Rahmengehäuses 2 hineingedrückt bzw. hineingeschoben worden ist, wobei die Stege 29 in den Längsnuten 22 weitgehend spielfrei geführt sind und somit eine einwandfreie Verschiebung in die dargestellte zweite Montageposition gewährleisten. Der Betätiger 4 befindet sich noch immer in seiner ganz nach hinten geschwenkten Öffnungsposition und die Verriegelungszapfen 28 sind durch die Eintrittsöffnungen 21 und Einführöffnungen 39 hindurchgeführt worden. Sie befinden sich jetzt am Anfang der teilkreisförmigen Führungsnuten 38 der Lagerteile 37. Ein weiteres Hineindrücken bzw. Hinunterdrücken des Modulgehäuses 3 in Richtung gegen das Rahmengehäuse 2 ist nunmehr nicht mehr möglich. Das Modulgehäuse 3 kann jetzt nur noch durch Verschwenken des Betätigers 4 weiter in Richtung gegen das Rahmengehäuse 2 verlagert werden.
  • Die Figuren 5 und 6 offenbaren, dass der Betätiger 4 gegenüber der Darstellung der FIG. 4 im Gegenuhrzeigersinn etwas verschwenkt wurde. Gemäß der FIG. 5 sind damit auch die Einführöffnungen 39 der Lagerteile 37 nicht mehr deckungsgleich mit den Eintrittsöffnungen 21 der Stützwände 17, 18, so dass die Verriegelungszapfen 28 innerhalb der Führungsnuten 38 nunmehr oben übergriffen sind. In dieser Montageposition ist das Modulgehäuse 3 durch den formschlüssigen Übergriff der Verriegelungszapfen 38 also bereits derart gesichert, dass es beispielsweise durch einen explosionsartigen Gegendruck nicht mehr von dem Rahmengehäuse 2 weg in Richtung nach oben gedrückt werden kann.
  • Wie der FIG. 6 zu entnehmen ist, ist in dieser Montageposition der Stecker 24 des Modulgehäuses 3 bereits teilweise in die Steckeraufnahme 8 des Rahmengehäuses 2 eingeführt. Dabei ist die Umfangswand 25 des Steckers 24 ungefähr zur Hälfte in eine schlitzförmige Aussparung 48 eingeführt, die vorzugsweise in der Begrenzungswand 10 der Steckeraufnahme 8 ausgebildet ist. Die vergrößerte Darstellung in FIG. 7 macht deutlich, dass die Kontaktstifte 15 sich zunächst lediglich in den Einführbohrungen 14 der Isolierkörper 11 befinden und noch nicht mit den Kontaktbuchsen 9 korrespondieren. Zwischen den freien Enden der Kontaktstifte 15 und den Buchsenöffnungen 13 der Kontaktbuchsen 9 besteht ein axialer Mindestkontaktabstand 49, der den Vorschriften der DIN EN 50018 und DIN EN 60079 entspricht.
  • In den FIG. 8 und 9 ist die Endmontagestellung der Geräteeinheit 1 dargestellt. Der Betätiger 4 ist in Richtung gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt worden und befindet sich in seiner horizontalen Verschlussposition. Während des Verschwenkens glitten die Auflaufschrägen 42 des Betätigers 4 kurz vor Erreichen der Verschlussposition über die Rastnocken 23 der Stützwände 17, 18, bis dann am Ende der Schwenkbewegung die Rastnocken 23 in die Ausnehmungen 43 des Betätigers 4 einschnappten, so dass die Widerlager 40 an den Anschlägen 41 der Rastnocken 23 anliegen. Dadurch ist ein unbeabsichtigtes Hochschwenken des Betätigers 4 im Uhrzeigersinn mit Sicherheit unterbunden und eine stabile Fixierung der Verschlussposition gewährleistet. Außerdem wurden durch das Verschwenken des Betätigers 4 die in den halbkreisförmigen Führungsnuten 38 formschlüssig gelagerten und somit zwangsgeführten Verriegelungszapfen 28 in Richtung nach unten zum Rahmengehäuse 2 hin und gleichzeitig auch zum Ende der Führungsnuten 38 hin verschoben. In dieser Endlage sind die Verriegelungszapfen 38 vorzugsweise koaxial mit der Schwenkachse des Betätigers 4. Da die Verriegelungszapfen 38 an dem Modulgehäuse 3 ortsfest angeordnet sind, ist letzteres selbstverständlich auch in Richtung nach unten gegen das Rahmengehäuse 2 in seine Endlage verschoben worden. In der dargestellten Verschlussposition des Betätigers 4 übergreifen dessen Vorsprünge 44 die Wandungsteile 46 der Rastvorrichtung 7. Dabei liegen die Sperrkanten 47 der Wandungsteile 46 an den Verriegelungskanten 45 der Vorsprünge 44 an und verhindern somit das horizontale Verschieben der Rastvorrichtung 7 in der Ebene des Grundkörpers 5.
  • Der FIG. 9 ist zu entnehmen, dass die Umfangswand 25 des Steckers 24 nunmehr vollkommen bis zum Grund der schlitzförmigen Aussparung 48 der Steckeraufnahme 8 eingeschoben ist. Und weiterhin zeigt die FIG. 9 und insbesondere die vergrößerte Darstellung in FIG. 10, dass die Kontaktstifte 15 des Steckers 24 in den Kontaktbuchsen 9 der Steckeraufnahme 8 über eine axiale Mindestkontaktstrecke 50 eingesteckt sind, so dass eine dauerhaft zuverlässige Kontaktierung gegeben ist.
  • Wenn das Modulgehäuse 3 zum Beispiel im Falle eines Defekts bei laufendem Betrieb ausgetauscht werden soll, ist in umgekehrter Weise als beim zuvor beschriebenen Montagevorgang vorzugehen. Das heißt, dass zunächst die Sicherung der Verschlussposition des Betätigers 4 aufgehoben werden muss. Dann ist der Betätiger 4 im Uhrzeigersinn in die in FIG. 2 dargestellte Öffnungsposition zu schwenken, wobei das Modulgehäuse 3 durch die exzentrische Verriegelungszapfenführung weg von dem Rahmengehäuse 2 in Richtung nach oben verlagert und die Steckverbindung entkuppelt wird. Nach dem Erreichen der Öffnungsposition des Betätigers 4 kann das Modulgehäuse 3 von Hand in Richtung nach oben aus dem Aufnahmeraum des Rahmengehäuses 2 herausgezogen und ein neues eingeschoben werden.
  • Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Geräteeinheit 1 besteht darin, dass in kritischer explosionsgefährdeter Umgebung das aktive Modul, also das Modulgehäuse 3 mit den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen, im Betriebszustand gefahrlos gewechselt werden kann, ohne die Anlage abzuschalten. Es müssen dazu keine durch Anschlussleitungen fest verbundene Kontaktierungen gelöst werden, sondern alle Anschlüsse bleiben mit dem Grundgehäuse, dem Rahmengehäuse 2, verbunden. Weder beim Einstecken noch beim Entfernen des Modulgehäuses 3 können im Innenbereich der Steckverbindung entstehende Funken auf Grund der vorbeschriebenen Maßnahmen nach außen durchschlagen und eine explosive Umgebungsatmosphäre zur Entzündung bringen, so dass insgesamt eine hohe Sicherheit gegeben ist.

Claims (13)

  1. Elektrische Geräteeinheit (1) mit einem Rahmengehäuse (2), das elektrische Anschlüsse besitzt, einem Modulgehäuse (3), das elektrische und/oder elektronische Einbauteile beinhaltet und in das Rahmengehäuse (2) einsetzbar ist, einer Steckverbindung, die mindestens eine Kontaktbuchse (9) und mindestens einen in letztere eingreifenden Kontaktstift (15) besitzt, und einer Verriegelung, die der Steckverbindung zugeordnet ist und einen um eine Achse schwenkbaren Betätiger (4) aufweist, wobei die Verriegelung der Steckverbindung mindestens einen in eine an einem Lagerteil (37) des Betätigers (4) etwa halbkreisförmige Führungsnut (38) eingreifenden Verriegelungszapfen (28) aufweist, der an der Seitenwand (26, 27) des Modulgehäuses (3) ausgebildet ist, wobei die teilkreisförmige Führungsnut (38) sich von einer am Umfangsrand des Lagerteils (37) vorgesehenen Einführöffnung (39) etwa radial in Richtung zur Schwenkachse des Betätigers (4) hin erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass eine für den Lagerteil (37) des Betätigers (4) vorgesehene Lageraufnahme (20) in einer Stützwand (17, 18) des Rahmengehäuses (2) für den Verriegelungszapfen (28) eine Eintrittsöffnung (21) aufweist, die bei in eine Öffnungsposition zurückgeschwenktem Betätiger (4) mit der Einführöffnung (39) der Führungsnut (38) deckungsgleich ist, und dass bei in die Eintrittsöffnung (21) und die Einführöffnung (39) der Führungsnut (38) eingeführtem Verriegelungszapfen (28) das Modulgehäuse (3) ausschließlich durch Verschwenken des Betätigers (4) in Richtung gegen das Rahmengehäuse (2) verlagerbar ist.
  2. Elektrische Geräteeinheit nach vorstehendem Anspruch,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (15) einem Stecker (24) zugehörig ist, der an der dem Rahmengehäuse (2) zugewandten Unterseite des Modulgehäuses (3) angeordnet ist und eine den Kontaktstift (15) auf Abstand umgebende Umfangswand (25) aufweist, wobei der Stecker (24) mit der Umfangswand (25) im Querschnitt bevorzugt etwa rechteckförmig ist.
  3. Elektrische Geräteeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (15) des Steckers (24) den elektrischen oder elektronischen Einbauteilen des Modulgehäuses (3) und die Kontaktbuchse (9) der Steckeraufnahme (8) elektrischen Zu- und Ableitungen zugeordnet ist.
  4. Elektrische Geräteeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbuchse (9) einer Steckeraufnahme (8) zugehörig ist, die an der dem Modulgehäuse (3) zugewandten Oberseite des Rahmengehäuses (2) angeordnet ist und eine die Kontaktbuchse (9) umfassende Begrenzungswand (10) aufweist, wobei die Steckeraufnahme (8) mit der Begrenzungswand (10) im Querschnitt bevorzugt etwa rechteckförmig ist.
  5. Elektrische Geräteeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbuchse (9) in einem elektrisch nicht leitenden Isolierkörper (11) angeordnet ist, der mit der Kontaktbuchse (9) in der Steckeraufnahme (8) schwimmend gelagert ist.
  6. Elektrische Geräteeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkörper (11) einen die Buchsenöffnung(13) der Kontaktbuchse (9) überragenden Einführteil (12) mit einer Einführbohrung (14) für den Kontaktstift (15) aufweist, wobei zwischen der Umfangsfläche des Kontaktstiftes (15) und der Innenfläche der Einführbohrung (14) ein genügender zünddurchschlagsicherer Explosionsschutzspalt (33) gebildet ist.
  7. Elektrische Geräteeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswand (25) des Steckers (24) in einer schlitzförmigen Aussparung (48) der Steckeraufnahme (8) in Eingriff ist.
  8. Elektrische Geräteeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützwand (17, 18) des Rahmengehäuses (2) an einer Seitenwand (26, 27) des Modulgehäuses (3) anliegt, und dass an der Seitenwand (26, 27) des Modulgehäuses (3) mindestens ein Steg (29) angeordnet ist, der in einer sich in Einsteckrichtung des Modulgehäuses (3) erstreckenden Längsnut (22) geführt ist, die an der Stützwand (17, 18) des Rahmengehäuses (2) ausgebildet ist.
  9. Elektrische Geräteeinheit nach einem der vorsehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätiger (4) der Verriegelung an dem Rahmengehäuse (2) über eine Sperreinrichtung nicht lösbar befestigt ist, die einen bevorzugt an der Stützwand (17, 18) ausgebildeten Sperrteil (51) aufweist, der in eine am Betätiger (4) ausgebildete Sperrteilaufnahme (52) eingreift, wobei der Betätiger (4) der Verriegelung an der Stützwand (17, 18) des Rahmengehäuses (23) mindestens einen Lagerteil (37) und eine Lageraufnahme (20) schwenkbar angelenkt ist.
  10. Elektrische Geräteeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einführen des Verriegelungszapfens (28) in die Einführöffnung (39) und einem geringfügigen Verschwenken des Betätigers (4) in Richtung einer Verschlussposition der Verriegelungszapfen (28) gegen ein Hinausgleiten durch die Einführöffnung (39) in der Führungsnut (38) formschlüssig gesichert ist und zwischen dem Kontaktstift (15) und der Kontaktbuchse (9) in dem Isolierkörper (11) ein Mindestkontaktabstand (49) gegeben ist.
  11. Elektrische Geräteeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einführen des Verriegelungszapfens (28) in die Einführöffnung (39) und dem Verschwenken des Betätigers (4) in die Verschlussposition der Kontaktstift (15) in der Kontaktbuchse (9) in Eingriff ist und der Betätiger (4) in der Verschlussposition durch ein gegen einen Rastnocken (23) anschlagendes Widerlager (40) gegen ein unbeabsichtigtes Zurückschwenken in die Öffnungsposition gesichert ist.
  12. Elektrische Geräteeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmengehäuse (2) mittels einer verschiebbar gelagerten Rastvorrichtung (7) an einer im Querschnitt etwa U-förmigen Hutschiene (6) lösbar befestigbar ist, wobei die Rastvorrichtung (7) in der Verschlussposition des Betätigers (4) durch eine an einer Verriegelungskante (45) anliegenden Sperrkante (47) gegen ein unbeabsichtigtes Verschieben gesichert ist.
  13. Elektrische Geräteeinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modulgehäuse (3) an einander gegenüberliegenden Seitenwänden (26, 27) je einen Verriegelungszapfen (28) und einen Steg (29) aufweist, dass das Rahmengehäuse (2) zwei auf Abstand parallele Stützwände (17, 18) besitzt, die je eine Lageraufnahme (20) mit einer Eintrittsöffnung (21) sowie einen Rastnocken (23), eine Längsnut (22) und einen Sperrteil (51) aufweisen und mittels einer Stirnwand (19) verbunden sind, und dass der Betätiger (4) mit zwei Schenkeln (34, 35) und einem diese verbindenden Griffteil (36) als etwa U-förmiger Bügel ausgebildet ist und an beiden Schenkeln (34, 35) je ein Lagerteil (37) mit der Führungsnut (38) und der Einführöffnung (39), je ein Widerlager (40), je eine Verriegelungskante (45) und je eine Sperrteilaufnahme (52) aufweist.
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