EP2209169B1

EP2209169B1 - Elektrisches Gerät

Info

Publication number: EP2209169B1
Application number: EP09016019.3A
Authority: EP
Inventors: Karl-Heinz Lux
Original assignee: Bartec GmbH
Current assignee: Bartec GmbH
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: US7892010B2; US20100178787A1; DE102009037202A1; EP2209169A2; EP2209169A3

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät mit einer Steckverbindung, die einen Stecker mit mindestens einem Kontaktstift und eine Steckeraufnahme mit mindestens einer Kontaktbuchse aufweist, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei einem solchen elektrischen Gerät ( EP 0 046 967 A1 ) hat der Stecker Kontaktstifte, die in Kontaktbuchsen der Steckeraufnahme gesteckt werden. Die Kontaktbuchsen sind durch eine plattenförmig ausgebildete Verschlussvorrichtung abgedeckt. Beim Zusammenfügen von Stecker und Steckeraufnahme wird die Verschlussvorrichtung durch eine Steuerfläche an einem Wandteil eines Gehäuses des Steckers in eine die Kontaktbuchsen freigebende Öffnungsposition verschoben. Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen ist das elektrische Gerät nicht vorgesehen und auch nicht geeignet.
Es ist weiter bekannt ( US 2006/0040536 A1 ), zwei Geräte mittels einer Steckverbindung miteinander zu verbinden. Das eine Gerät ist hierzu mit einer Steckeraufnahme versehen, in deren Kontaktbuchsen die Kontaktstifte eines Steckers, der am anzuschließenden Gerät vorgesehen ist, eingesetzt werden können. Die Kontaktbuchsen sind ständig offen, so dass Fremdmedien und Verunreinigungen in die Kontaktbuchsen gelangen können, solange der Stecker nicht in die Steckeraufnahme gesteckt ist. Für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen ist die Steckverbindung nicht vorgesehen.
Es ist schließlich eine Steckverbindung bekannt ( EP 0 898 336 A1 ), bei der Stecker und Steckeraufnahme mittels eines Hebels in gestecktem Zustand gegeneinander verriegelt sind. Die Kontaktbuchsen in der Steckeraufnahme sind, solange der Stecker nicht aufgesetzt ist, ständig offen, so dass Fremdmedien und Verunreinigungen in die Kontaktbuchsen gelangen können. Die Steckverbindung ist zudem nicht für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße elektrische Gerät so auszubilden, dass Stecker und Steckeraufnahme problemlos zusammengesteckt werden können, wobei die Steckverbindung des elektrischen Gerätes so ausgebildet sein soll, dass sie in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen elektrischen Gerät erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen elektrischen Gerät ist die Kontaktbuchse in einem elektrisch nicht leitenden Isolierkörper angeordnet, der mit der Kontaktbuchse in der Steckeraufnahme schwimmend gelagert ist. Dadurch ist das Einbringen des Kontaktstiftes in die Kontaktbuchse einfach möglich. Der Isolierkörper hat einen die Buchsenöffnung der Kontaktbuchse überragenden Einführteil mit einer Einführbohrung für den Kontaktstift. Zwischen der Umfangsfläche des Kontaktstiftes und der Innenfläche der Einführbohrung ist ein den Richtlinien des Explosionsschutzes genügender zünddurchschlagsicherer Explosionsschutzspalt gebildet. Beim Zusammenfügen von Stecker und Steckeraufnahme befindet sich der Kontaktstift zunächst lediglich in der Einführbohrung des Isolierkörpers und hat noch keinen Kontakt mit der Kontaktbuchse. Zwischen dem freien Ende des Kontaktstiftes und der Buchsenöffnung der Kontaktbuchse besteht ein den Richtlinien des Explosionsschutzes entsprechender Mindestkontaktabstand. Weder beim Einstecken noch beim Entfernen des Steckers können im Innenbereich der Steckverbindung entstehende Funken nach außen durchschlagen und eine explosive Umgebungsatmosphäre zur Entzündung bringen, so dass insgesamt eine hohe Sicherheit gegeben ist.
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: ein erfindungsgemäßes elektrisches Gerät in einer Sprengdarstellung,
FIG. 2: das Gerät der FIG. 1 in einer ersten Montageposition eines in ein Rahmengehäuse einzusetzenden Modulgehäuses, teilweise geschnitten,
FIG. 3: das Gerät der FIG. 2 in einer geschnittenen Ansicht,
FIG. 4: einen Teil einer Verschlussvorrichtung des Rahmengehäuses gemäß dem Ausschnitt A der FIG. 3 in einer vergrößerten Schnittansicht,
FIG. 5: einen Teil einer Steckeraufnahme und der Verschlussvorrichtung des Rahmengehäuses gemäß dem Ausschnitt A der FIG. 3 in einer vergrößerten Schnittansicht,
FIG. 6: einen Teil der Steckeraufnahme und der Verschlussvorrichtung des Rahmengehäuses gemäß dem Ausschnitt B der FIG. 5 in einer vergrößerten Schnittansicht,
FIG. 7: das Gerät ähnlich der FIG. 2 in einer zweiten Montageposition, teilweise geschnitten,
FIG. 8: das Gerät der FIG. 7 in einer geschnittenen Ansicht,
FIG. 9: einen Teil eines Steckers, der Steckeraufnahme und der Verschlussvorrichtung gemäß dem Ausschnitt C der FIG. 8 in einer vergrößerten Schnittansicht,
FIG. 10: das Gerät der FIG. 7 in einer fertig montierten Endposition, teilweise geschnitten,
FIG. 11: das Gerät der FIG. 10 in einer geschnittenen Ansicht,
FIG. 12: einen Teil der Steckverbindung gemäß dem Ausschnitt D der FIG. 11 in einer vergrößerten Schnittansicht.

Das erfindungsgemäße elektrische Gerät ist für den Einsatz in durch Staub, Schmutz, Feuchtigkeit, Spritzwasser und zündfähige Atmosphäre gefährdeten Bereichen vorgesehen. Das Gerät weist ein Rahmengehäuse 1, ein in letzteres einsteckbares Modulgehäuse 2 und einen Betätiger 3 für eine lösbare Verriegelung des Modulgehäuses 2 auf.
Das Rahmengehäuse 1 besitzt einen Grundkörper 4 und ist mit einer Rastvorrichtung 5 an einer im Querschnitt ungefähr U-förmigen Hutschiene 6 lösbar befestigt. Dazu ist die Rastvorrichtung 5 an dem Grundkörper 4 quer zur Längsrichtung der Hutschiene 6 verschiebbar gelagert. An derjenigen Seite der Hutschiene 6, die der Rastvorrichtung 5 gegenüberliegt, weist der Grundkörper 4 eine Steckeraufnahme 7 auf, die mehrere zueinander beabstandete Kontaktbuchsen 8 besitzt. Die Kontaktbuchsen 8 können von einer Begrenzungswand 9 umfasst sein, die zweckmäßig von vier rechtwinklig zueinander angeordneten Wänden gebildet ist, so dass die Steckeraufnahme 7 im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmig ist.
Jede einzelne Kontaktbuchse 8 befindet sich in einem elektrisch nicht leitenden Isolierkörper 10, der als etwa kreisförmiger Zylinder ausgeführt sein kann. Der Isolierkörper 10 kann deutlich länger sein als die Kontaktbuchse 8, die zweckmäßig im unteren Teil des Isolierkörpers 10 angeordnet ist, so dass ein Einführteil 11 des Isolierkörpers 10 die Buchsenöffnung 12 der Kontaktbuchse 8 erheblich überragt. Der Einführteil 11 des Isolierkörpers 10 besitzt eine koaxial zur Kontaktbuchse 8 angeordnete Einführbohrung 13, in die ein Kontaktstift 14 einführbar ist. Um das Einbringen der Kontaktstifte 14 in die Einführbohrungen 13 zu erleichtern, sind die Isolierkörper 10 mit den Kontaktbuchsen 8 in der Steckeraufnahme 7 schwimmend gelagert. An den Kontaktbuchsen 8 können zudem hülsenförmige Anschlussteile 15 ausgebildet sein, die aus der Steckeraufnahme 7 herausragen und an denen elektrische Leitungen zum Beispiel durch Löt- oder Quetschverbindungen kontaktiert werden können.
Auf der Oberseite des Grundkörpers 4 sind zwei in einem Abstand zueinander parallele Stützwände 16, 17 angeordnet, die mittels einer quer dazu angeordneten Stirnwand 18 verbunden sind, so dass ein dreiseitig begrenzter Aufnahmeraum gebildet ist. In jeder der beiden Stützwände 16, 17 befindet sich je eine kreisförmige Lageraufnahme 19, die einander gegenüberliegen. Der Lageraufnahme 19 ist eine Eintrittsöffnung 20 zugehörig, die in der Stützwand 16, 17 als schlitzförmige Ausnehmung ausgebildet ist. Außerdem besitzen die Stützwände 16, 17 an ihren Innenseiten einander gegenüberliegend je eine sich in Einsteckrichtung des Modulgehäuses 2 erstreckende Längsnut 21 und an ihren Außenseiten gegenüberliegend je einen Rastnocken 22. Und schließlich weisen die Stützwände 16, 17 je einen Sperrteil 67 auf, der neben dem Umfangsbereich der Lageraufnahme 19 angeordnet ist.
An dem Rahmengehäuse 1 ist eine Verschlussvorrichtung 23 vorgesehen, die an der Oberseite der Steckeraufnahme 7, also in einer Ebene über der Steckeraufnahme 7, bevorzugt direkt über den Einführbohrungen 13 der Isolierkörper 10 angeordnet ist. Die Verschlussvorrichtung 23 weist eine Dichtplatte 24, eine Abdeckplatte 25 zwei Federn 26 sowie einen Befestigungsrahmen 27 auf, der vorzugsweise mittels Schrauben 28 an der Steckeraufnahme 7 bzw. dem Grundkörper 4 des Rahmengehäuses 1 befestigt ist und über den die vorgenannten Verschlussvorrichtungsteile 24, 25, 26 gehalten sind.
Die etwa flachrechteckförmige Dichtplatte 24 kann aus einem gummielastischen Werkstoff bestehen und vorzugsweise aus Silikon, EPDM oder Viton hergestellt sein. Sie liegt flächenbündig direkt auf der Oberseite der Steckeraufnahme 7 auf und besitzt Durchgangsbohrungen 29, die zueinander beabstandet und koaxial zu den Einführbohrungen 13 der Isolierkörper 10 sowie den Kontaktbuchsen 8 ausgerichtet sind.
Die Abdeckplatte 25 liegt flächenbündig auf der den Isolierkörpern 10 abgewandten Oberfläche der Dichtplatte 24 auf. Sie besitzt Durchtrittsbohrungen 30, die in den gleichen Abständen zueinander angeordnet sind wie die Durchgangsbohrungen 29 der Dichtplatte 24, die Einführbohrungen 13 und die Kontaktbuchsen 8. Die Abdeckplatte 25 ist gegenüber der ortsfesten Dichtplatte 24 innerhalb des Befestigungsrahmens 27 in ihrer Ebene verschiebbar gelagert. An der auf der Dichtplatte 24 aufliegenden Unterseite der Abdeckplatte 25 sind Dichtungen 31 vorgesehen, die vorzugsweise als kreisringförmige Vorsprünge ausgeführt und mit der Abdeckplatte 25 materialeinheitlich einstückig ausgebildet sind. Die vorspringenden Dichtungen 31 überragen somit etwas die Unterseite der Abdeckplatte 25 und drücken gegen die Oberfläche der Dichtplatte 24, so dass die Durchgangsbohrungen 29 der Dichtplatte 24 in der Verschlussposition der Abdeckplatte 25 von letzterer verschlossen und von den Dichtungen 31 umgeben sind.
Die Federn 26 können zweckmäßig als schraubenförmige Druckfedern ausgeführt und in einer Ausnehmung 32 der Steckeraufnahme 7 gelagert sein. Das eine Ende der Federn 26 liegt an einer die Ausnehmung mitbegrenzenden Wand an, während das andere Federende an einem Mitnehmerteil 33 der Abdeckplatte 25 abgestützt ist. Die Federn 26 bewirken, dass die Abdeckplatte 25 in die Verschlussposition gedrückt wird. Für die Verschiebung der Abdeckplatte 25 in eine Öffnungsposition besitzt letztere zwei Abtriebsteile 34, die eine bevorzugt teilkreisförmig gerundete Gleitfläche 35 aufweisen und bevorzugt an einem Randbereich der Abdeckplatte 25 angeordnet sein können. Außerdem ist eine Formdichtung 36 vorgesehen, welche an der Steckeraufnahme 7 etwa in der Ebene der Verschlussvorrichtung 23 angeordnet ist und letztere als geschlossener Ring, der nicht kreisförmig sein muss, umgibt. Die Formdichtung 36 kann zweckmäßig aus einem gummielastischen Werkstoff bestehen und am Grundkörper 4 des Rahmengehäuses 1 in einer Nut gelagert sein.
Das Modulgehäuse 2 ist im Wesentlichen als Rechteckkörper ausgebildet und weist an der dem Rahmengehäuse 1 zugewandten Unterseite einen Stecker 37 auf, der von einer aus vier rechtwinklig zueinander angeordneten Wandteilen gebildeten Umfangswand 38 begrenzt ist. Der Stecker 37 mit der Umfangswand 38 ist somit im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmig. Die Umfangswand 38 umgibt die auf Abstand zueinander angeordneten Kontaktstifte 14, die mit den innerhalb des Modulgehäuses 2 befindlichen elektrischen oder elektronischen Einbauteilen elektrisch leitend verbunden sind. Der Durchmesser der Kontaktstifte 14 ist so gewählt, dass er geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Einführbohrung 13 des Isolierkörpers 10 im Rahmengehäuse 1. Wenn nunmehr der Stecker 37 in die Steckeraufnahme 7 eingeführt ist, besteht zwischen der Umfangsfläche der Kontaktstifte 14 und der Innenfläche der Einführbohrungen 13 jeweils ein durch die DIN EN 50018 und DIN EN 60079 definierter zünddurchschlagsicherer Spalt 39.
Außerdem weist der Stecker 37 einen steg- oder wandförmigen Antriebsteil 40 auf, der sich nach unten in Richtung zum Rahmengehäuse 1 hin erstreckt. Der Antriebsteil 40 ist länger als die Kontaktstifte 14 und besitzt an seinem freien Endbereich eine die freien Enden der Kontaktstifte 14 überragende Schubfläche 41. Die Schubfläche 41 ist an dem Antriebsteil 40 bezüglich der Einsteckrichtung des Steckers 37 als in einem Winkel von vorzugsweise etwa 45° geneigte Schrägfläche ausgebildet, die beim Einstecken des Steckers 37 in die Steckeraufnahme 7 mit dem Abtriebsteil 34 der Abdeckplatte 25 korrespondiert. An der dem Grundkörper 4 des Rahmengehäuses 1 zugewandten Unterwand des Modulgehäuses 2 ist zudem ein etwas vorstehender Dichtungssteg 42 ausgebildet, der die Kontaktstifte 14 und die Umfangswand 38 ringförmig umgibt. Die ringförmige Gestaltung des Dichtungsstegs 42 ist im Wesentlichen gleich der Formdichtung 36, an der der Dichtungssteg 42 bei eingestecktem Stecker 37 dicht anliegt.
An beabstandeten parallelen Seitenwänden 43, 44 des Modulgehäuses 2 ist je ein Verriegelungszapfen 45 angeordnet, die einander gegenüberliegend in entgegengesetzten Richtungen und nach außen hin vorstehen. Außerdem befindet sich an den Außenseiten der Seitenwände 43, 44 gegenüberliegend je ein Steg 46. Ein Wandteil 47 der Seitenwände 43, 44 ist etwas nach innen zurückgesetzt und durch eine etwa wellenförmige Randkontur 48 begrenzt. Entsprechend dieser Randkontur 48 weisen die Außenränder der Stützwände 16, 17 eine ebenfalls etwa wellenförmige Stirnseitenkontur 49 auf, die in der in der FIG. 10 dargestellten Endmontagestellung mit der Randkontur 48 korrespondiert. Die Tiefe der zurückgesetzten Wandteile 47 entspricht etwa der Dicke der Stützwände 16, 17, die an den Wandteilen 47 anliegen.
Der Betätiger 3 weist zwei einander beabstandete parallele Schenkel 50, 51 und einen Griffteil 52 auf, der etwas gebogen sein kann und die Schenkel 50, 51 verbindet, so dass der Betätiger 3 im Wesentlichen als U-förmiger Bügel ausgebildet ist. Der Betätiger 3 ist an den Stützwänden 16, 17 des Rahmengehäuses 1 angeordnet und schwenkbar gelagert. Dazu ist an den Innenseiten der Schenkel 50, 51 an deren freien Enden je ein Lagerteil 53 angeordnet, die einander spiegelsymmetrisch gegenüberliegen und je eine Führungsnut 54 aufweisen. Die Lagerteile 53 sind als kreisringförmige Scheiben ausgebildet und sind formschlüssig in den Lageraufnahmen 19 der Stützwände 16, 17 gelagert, wobei die Mittenachsen der kreisringförmigen Lagerteile 53 die Schwenkachse des Betätigers 3 bilden.
Neben dem Umfangsbereich der Lagerteile 53 ist an den Schenkeln 50, 51 des Betätigers 3 je eine Sperrteilaufnahme 68 ausgebildet, in welche die Sperrteile 67 der Stützwände 16, 17 formschlüssig eingreifen, und zwar so, dass der Betätiger 3 sowohl in seinen Endstellungen als auch während des Verschwenkens unlösbar gehalten ist und nicht entfernt werden kann.
Die Führungsnuten 54 sind ungefähr radial in dem Lagerteil 53 ausgebildet und verlaufen von einer am Umfangsrand der Lagerteile 53 ausgebildeten Einführöffnung 55 ungefähr halbkreisförmig in Richtung zur Mittenachse des Lagerteils 53. Die Breite der Führungsnuten 54 ist so bemessen, dass sie etwa gleich oder nur geringfügig größer ist als der Durchmesser der Verriegelungszapfen 45, so dass letztere in den Führungsnuten 54 weitgehend spielfrei geführt sind. Außerdem befinden sich an den Innenseiten der beiden Schenkel 50, 51 des Betätigers 3 zwei einander spiegelbildlich gegenüberliegende Widerlager 56, die an einem Anschlag 57 der Rastnocken 22 anliegen. Den Widerlagern 56 ist für den Rastnocken 22 eine Auflaufschräge 58 vorgeordnet und eine Vertiefung 59 nachgeordnet. Weiterhin weist der Betätiger 3 an seinen Schenkeln 50, 51 nasenförmige Vorsprünge 60 auf, die an ihren Innenseiten einander spiegelbildlich gegenüberliegende Verriegelungskanten 61 besitzen. In der Verschlussposition des Betätigers 3 übergreifen die Vorsprünge 60 jeweils einen Wandungsteil 62, die an gegenüberliegenden Seiten der Rastvorrichtung 5 ausgebildet sind. Die Wandungsteile 62 besitzen eine Sperrkante 63, die an der Verriegelungskante 61 anliegt, wodurch ein unbeabsichtigtes Verschieben der Rastvorrichtung 22 in eine Öffnungsstellung verhindert ist.
In den Figuren 2 und 3 befindet sich das Modulgehäuse 2 des Gerätes, dessen Rahmengehäuse 1 mittels der Rastvorrichtung 5 an der Hutschiene 6 befestigt ist, in einer ersten Montageposition. Dabei ist der Betätiger 3 im Uhrzeigersinn ganz nach hinten in eine begrenzte Öffnungsstellung geschwenkt, wobei die Eintrittsöffnungen 20 der Stützwände 16, 17 und die Einführöffnungen 55 der Lagerteile 53 deckungsgleich sind. Das Modulgehäuse 2 ist in den von den Stützwänden 16, 17 und der Stirnwand 18 dreiseitig begrenzten Aufnahmeraum des Rahmengehäuses 1 so eingesetzt, dass sich die Stege 46 dicht über den Längsnuten 21 und die Verriegelungszapfen 45 in einem etwas größeren Abstand über den Eintritts- und Einführöffnungen 20, 55 befinden. Die FIG. 3 zeigt, dass in dieser ersten Montageposition der Abstand des Modulgehäuses 2 über dem Rahmengehäuse 1 so groß ist, dass der Stecker 37 ebenfalls noch einen deutlichen Abstand zu der Steckeraufnahme 7 des Rahmengehäuses 1 aufweist.
In dieser ersten Montageposition der FIG. 2 und 3 befindet sich die Verschlussvorrichtung 23, wie auch die FIG. 4 bis 6 zeigen, in der Verschlussposition, wobei die Abdeckplatte 25 durch die Kraft der Federn 26 gemäß der gezeichneten Darstellung nach links geschoben ist. In dieser Verschlussposition befinden sich die Durchtrittsbohrungen 30 der Abdeckplatte 25 nicht koaxial über den Durchgangsbohrungen 29 der Dichtplatte 24, sondern sie sind so weit seitlich verschoben, dass sich die Querschnitte der Bohrungen 29, 30 nicht überlappen. Die Durchgangsbohrungen 29 der Dichtplatte 24 sind somit von der Abdeckplatte 25 oben dicht verschlossen, so dass keinerlei Feuchtigkeit, Staub oder Schmutz in die Steckeraufnahme 7 und deren Kontaktbuchsen 8 gelangen kann. Damit wird eine der geltenden Sicherheitsnorm entsprechende Mindestschutzart IP54 erreicht. Der dichte Verschluss der Steckeraufnahme 7 wird durch die an der Unterseite der Abdeckplatte 25 ausgebildeten Dichtungen 31 unterstützt bzw. verstärkt, die gegen die Oberfläche der elastischen Dichtplatte 24 wirken.
Beim weiteren Hineinschieben des Modulgehäuses 2 in das Rahmengehäuse 1 drückt die den Kontaktstiften 14 vorauseilende Schubfläche 41 des Antriebsteils 40 gegen die Gleitfläche 35 des Abtriebsteils 34 und verschiebt die Abdeckplatte 25 aus der Verschlussposition nach rechts in die Öffnungsposition. In dieser Öffnungsposition befinden sich die Durchtrittsbohrungen 30 der Abdeckplatte 25 direkt über den Durchgangsbohrungen 29 der Dichtplatte 24. Die Durchtrittsbohrungen 30 sind also in der Öffnungsposition der Abdeckplatte 25 koaxial mit den Durchgangsbohrungen 29, den Einführbohrungen 13, den Kontaktbuchsen 8 und den Kontaktstiften 14, so dass letztere beim noch weiteren Hineinschieben des Modulgehäuses 2 in das Rahmengehäuse 1 ungehindert in die Einführbohrungen 13 eingreifen können.
Den FIG. 7 und 8 ist zu entnehmen, dass das Modulgehäuse 2 gegenüber den Darstellungen der Figuren 2 und 3 bereits so weit in Richtung nach unten in den Aufnahmeraum des Rahmengehäuses 1 hineingedrückt bzw. hineingeschoben worden ist, dass der Stecker 37 in den oberen Bereich der Steckeraufnahme 7 eingreift. Dabei sind die Stege 46 in den Längsnuten 21 weitgehend spielfrei geführt und gewährleisten somit eine einwandfreie Verschiebung in die dargestellte zweite Montageposition und die Umfangswand 38 des Steckers 37 ist ungefähr zur Hälfte in eine schlitzförmige Aussparung 64 eingeführt, die vorzugsweise in der Begrenzungswand 9 der Steckeraufnahme 7 ausgebildet ist. Der Betätiger 3 befindet sich noch immer in seiner ganz nach hinten geschwenkten Öffnungsstellung und die Verriegelungszapfen 45 sind durch die Eintrittsöffnungen 20 und Einführöffnungen 55 hindurchgeführt worden. Sie befinden sich jetzt am Anfang der teilkreisförmigen Führungsnuten 54 der Lagerteile 53. Ein weiteres Hinunterdrücken des Modulgehäuses 2 in Richtung gegen das Rahmengehäuse 1 ist nunmehr nicht mehr möglich. Das Modulgehäuse 2 kann jetzt nur noch durch Verschwenken des Betätigers 3 im Gegenuhrzeigersinn weiter in Richtung gegen das Rahmengehäuse 1 verlagert werden. Sobald der Betätiger 3 etwas im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird, werden die Verriegelungszapfen 45 innerhalb der Führungsnuten 54 oben übergriffen. In dieser Position ist das Modulgehäuse 2 dann durch den formschlüssigen Übergriff der Verriegelungszapfen 45 bereits derart gesichert, dass es beispielsweise durch einen explosionsartigen Gegendruck im Bereich der Steckverbindung nicht mehr von dem Rahmengehäuse 1 weg in Richtung nach oben gedrückt werden kann.
Die vergrößerte Darstellung in FIG. 9 macht deutlich, dass die Kontaktstifte 14 sich zunächst lediglich in den Einführbohrungen 13 der Isolierkörper 10 befinden und noch nicht mit den Kontaktbuchsen 8 korrespondieren. Zwischen den freien Enden der Kontaktstifte 14 und den Buchsenöffnungen 12 der Kontaktbuchsen 8 besteht ein axialer Mindestkontaktabstand 65, der den Vorschriften der DIN EN 50018 und DIN EN 60079 entspricht.
In den FIG. 10 und 11 ist die Endmontagestellung dargestellt. Der Betätiger 3 ist in Richtung gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt worden und befindet sich in seiner horizontalen Verschlussstellung. Während des Verschwenkens glitten die Auflaufschrägen 58 des Betätigers 3 kurz vor Erreichen der Verschlussstellung über die Rastnocken 22 der Stützwände 16, 17, bis dann am Ende der Schwenkbewegung die Rastnocken 22 in die Vertiefungen 59 des Betätigers 3 einschnappten, so dass die Widerlager 56 an den Anschlägen 57 der Rastnocken 22 anliegen. Dadurch ist ein unbeabsichtigtes Hochschwenken des Betätigers 3 im Uhrzeigersinn mit Sicherheit unterbunden und eine stabile Fixierung der Verschlussstellung gewährleistet.
Außerdem wurden durch das Verschwenken des Betätigers 3 die in den halbkreisförmigen Führungsnuten 54 formschlüssig gelagerten und somit zwangsgeführten Verriegelungszapfen 45 in Richtung nach unten zum Rahmengehäuse 1 hin und gleichzeitig auch zum Ende der Führungsnuten 54 hin verschoben. In dieser Endlage sind die Verriegelungszapfen 45 vorzugsweise koaxial mit der Schwenkachse des Betätigers 3. Da die Verriegelungszapfen 54 an dem Modulgehäuse 2 ortsfest angeordnet sind, ist letzteres selbstverständlich auch in Richtung nach unten gegen das Rahmengehäuse 1 in seine Endlage verschoben worden. In der dargestellten Verschlussstellung des Betätigers 3 übergreifen dessen Vorsprünge 60 die Wandungsteile 62 der Rastvorrichtung 5. Dabei liegen die Sperrkanten 63 der Wandungsteile 62 an den Verriegelungskanten 61 der Vorsprünge 60 an und verhindern somit das horizontale Verschieben der Rastvorrichtung 5 in der Ebene des Grundkörpers 4.
Der FIG. 11 ist zu entnehmen, dass die Umfangswand 38 des Steckers 37 nunmehr vollkommen bis zum Grund der schlitzförmigen Aussparung 64 der Steckeraufnahme 7 eingeschoben ist und auch der Antriebsteil 40 mit der Schubfläche 41 ist gänzlich in eine Schlitzaussparung der Steckeraufnahme 7 eingeschoben. Der Dichtungssteg 42 des Steckers 37 drückt gegen die Formdichtung 36 der Steckeraufnahme 7, so dass die gekuppelte Steckverbindung ringsum gegen schädliche äußere Einflüsse abgedichtet ist. Die Kontaktstifte 14 des Steckers 37 sind über eine axiale Mindestkontaktstrecke 66 in den Kontaktbuchsen 8 der Steckeraufnahme 7 gelagert. Diese Mindestkontaktstrecke 66 ist bevorzugt länger als der zuvor beschriebene Mindestkontaktabstand 65, so dass eine dauerhaft zuverlässige Kontaktierung gegeben ist.
Wenn das Modulgehäuse 2 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 Verschlussstellung des Betätigers 3 aufgehoben werden muss. Dann ist der Betätiger 3 im Uhrzeigersinn in die in FIG. 2 dargestellte Öffnungsstellung zu schwenken, wobei das Modulgehäuse 2 durch die exzentrische Zwangsführung der Verriegelungszapfen 45 weg von dem Rahmengehäuse 1 in Richtung nach oben verlagert und die Steckverbindung entkuppelt wird. Nach dem Erreichen der Öffnungsstellung des Betätigers 3 kann das Modulgehäuse 2 von Hand in Richtung nach oben aus dem Aufnahmeraum des Rahmengehäuses 1 herausgezogen und ein neues eingeschoben werden. Wenn das Modulgehäuse 2 nicht in das Rahmengehäuse 1 eingesteckt ist, ist die Steckeraufnahme 7 vorteilhaft durch die Verschlussvorrichtung 23 gegen ein Eindringen von Schmutz, Staub, Feuchtigkeit, Spritzwasser und dergleichen Fremdmedien sicher geschützt. Außerdem kann das Modulgehäuse 2 vorteilhaft auch in explosionsgefährdeter Umgebung während des laufenden Betriebs gefahrlos gewechselt werden, ohne dass die elektrische Anlage abgeschaltet werden muss. Es müssen dazu keine fest verbundenen Anschlüsse gelöst werden, sondern alle Anschlüsse bleiben mit dem Rahmengehäuse 1 verbunden. Weder beim Einstecken noch beim Entfernen des Modulgehäuses 2 können im Innenbereich der Steckverbindung entstehende Funken nach außen durchschlagen und eine explosive Umgebungsatmosphäre zur Entzündung bringen, so dass insgesamt eine hohe Sicherheit gegeben ist.

Claims

Elektrisches Gerät mit einer Steckverbindung, die einen Stecker (37) mit mindestens einem Kontaktstift (14) und eine Steckeraufnahme (7) mit mindestens einer Kontaktbuchse (8) aufweist, und einer die Kontaktbuchse (8) schützenden Verschlussvorrichtung (23), die der Steckeraufnahme (7) zugeordnet ist und über den Stecker (37) beim Einstecken in die Steckeraufnahme (7) in eine die Kontaktbuchse (8) freigebende Öffnungsposition verlagerbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbuchse (8) in einem elektrisch nicht leitenden Isolierkörper (10) angeordnet ist, der mit der Kontaktbuchse (8) in der Steckeraufnahme (7) schwimmend gelagert ist und einen die Buchsenöffnung (12) der Kontaktbuchse (8) überragenden Einführteil (11) mit einer Einführbohrung (13) für den Kontaktstift (14) aufweist, wobei zwischen der Umfangsfläche des Kontaktstiftes (14) und der Innenfläche der Einführbohrung (13) ein zünddurchschlagsicherer Explosionsschutzspalt (39) gebildet ist.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtung (23) in einer Ebene über der Einführbohrung (13) des Isolierkörpers (10) und an der dem Stecker (37) zugewandten Oberseite der Steckeraufnahme (7) angeordnet ist.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtung (23) eine Dichtplatte (24) aufweist, die mindestens eine mit der Buchsenöffnung (12) der Kontaktbuchse (8) und/oder der Einführbohrung (13) des Isolierkörpers (10) koaxiale Durchgangsbohrung (29) aufweist, aus einem gummielastischen Werkstoff besteht und an der dem Stecker (37) zugewandten Oberseite der Steckeraufnahme (7) anliegt.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtung (23) eine Abdeckplatte (25) aufweist, die mindestens eine Durchtrittsbohrung (30) für den Kontaktstift (14) des Steckers (37) besitzt, an der der Kontaktbuchse (8) abgewandten Seite der Dichtplatte (24) vorgesehen und in ihrer Ebene verschiebbar ist, und dass bei in die Steckeraufnahme (7) eingesetztem Stecker (37) die Abdeckplatte (25) in einer Öffnungsposition ist, in der die Durchtrittsbohrung (30) koaxial zur Kontaktbuchse (8) ist, und bei entkuppelter Steckverbindung die Abdeckplatte (25) in eine Verschlussposition verschoben ist, in der die Durchtrittsbohrung (30) radial versetzt neben der Durchgangsbohrung (29) der Dichtplatte (24) angeordnet ist.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsbohrung (29) der Dichtplatte (24) in der Verschlussposition der Abdeckplatte (25) von letzterer verschlossen und von einer Dichtung (31) umgeben ist, die an der der Dichtplatte (24) zugewandten Seite der Abdeckplatte (25) angeordnet und als gegen die Dichtplatte (24) drückender ringförmiger Vorsprung an der Abdeckplatte (25) materialeinheitlich einstückig ausgebildet ist.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckplatte (25) mittels einer Feder (26) in ihrer Verschlussposition gehalten und gegen die Kraft der Feder (26) in die Öffnungsposition verschiebbar ist, wobei die Feder (26) an einem Mitnehmerteil (33) der Abdeckplatte (25) abgestützt ist, die mindestens einen Abtriebsteil (34) für die Verschiebung aufweist, der bevorzugt eine Gleitfläche (35) für mindestens einen Antriebsteil (40) besitzt, der an dem Stecker (37) angeordnet ist.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsteil (40) eine gegen den Abtriebsteil (34) der Abdeckplatte (25) gerichtete Schubfläche (41) aufweist, wobei die Schubfläche (41) als Schrägfläche und die Gleitfläche (35) als Rundfläche oder die Schubfläche (41) als Rundfläche und die Gleitfläche (35) als Schrägfläche ausgebildet ist.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsteil (40) in Einsteckrichtung des Steckers (37) länger ist als der Kontaktstift (14) und die Schubfläche (41) das freie Kontaktstiftende überragt.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtung (23) einen Befestigungsrahmen (27) aufweist, der an der Steckeraufnahme (7) angeordnet ist, und dass die Dichtplatte (24), die Abdeckplatte (25) und die Feder (26) über den Befestigungsrahmen (27) an der Steckeraufnahme (27) gehalten sind.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung eine Dichtungseinrichtung aufweist, die bevorzugt eine die Verschlussvorrichtung (23) der Steckeraufnahme (7) umgebende Formdichtung (36) und eine den Kontaktstift (14) des Steckers (37) umgebenden und mit der Formdichtung (36) korrespondierenden Dichtungssteg (42) aufweist.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (37) mit dem Kontaktstift (14) an der Unterseite eines Modulgehäuses (2) angeordnet ist, die einem Rahmengehäuse (1) zugewandt ist, dass die Steckeraufnahme (7) mit der Kontaktbuchse (8) und die Verschlussvorrichtung (23) an dem das Modulgehäuse (2) aufnehmenden Rahmengehäuse (1) angeordnet ist und dass das Modulgehäuse (2) an dem Rahmengehäuse (1) über einen Betätiger (3) verriegelbar ist, der an einer Stützwand (16, 17) des Rahmengehäuses (1) schwenkbar angelenkt ist.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einsetzen des Modulgehäuses (2) in das Rahmengehäuse (1) und dem Verschwenken des Betätigers (3) in die Verschlussstellung der Kontaktstift (14) in der Kontaktbuchse (8) in Eingriff ist und der Betätiger (3) in der Verschlussstellung gegen ein unbeabsichtigtes Zurückschwenken in die Öffnungsstellung gesichert ist.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmengehäuse (1) mit der Steckeraufnahme (7) und der Verschlussvorrichtung (23) mittels einer verschiebbar gelagerten Rastvorrichtung (5) an einer im Querschnitt etwa U-förmigen Hutschiene (6) lösbar befestigbar ist, wobei die Rastvorrichtung (5) in der Verschlussstellung des Betätigers (3) durch letzteren gegen ein unbeabsichtigtes Verschieben gesichert ist.
Elektrisches Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das den Stecker (37) aufweisende Modulgehäuse (2) an einander gegenüberliegenden Seitenwänden (43, 44) je einen Verriegelungszapfen (45) und einen Steg (46) besitzt, dass das Rahmengehäuse (1) zwei auf Abstand parallele Stützwände (16, 17) besitzt, zwischen denen die Steckeraufnahme (7) mit der Verschlussvorrichtung (23) vorgesehen ist und die je eine Lageraufnahme (19) mit einer Eintrittsöffnung (20) sowie einen Rastnocken (22), eine Längsnut (21) und einen Sperrteil (67) aufweisen und mittels einer Stirnwand (18) verbunden sind, und dass der Betätiger (3) mit zwei Schenkeln (50, 51) und einem diese verbindenden Griffteil (52) als etwa U-förmiger Bügel ausgebildet ist und an zwei Schenkeln (50, 51) je ein Lagerteil (53) mit einer Führungsnut (54) und einer Einführöffnung (55) sowie eine Sperrteilaufnahme (68) aufweist.