DE2819612B2 - Verfahren zur spaltlosen, verspannten Verbindung von zwei Gehäuseteilen eines explosionsgeschützten elektrischen Gerätes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur spaltlosen, verspannten Verbindung von zwei Gehäuseteilen eines explosionsgeschützten elektrischen Gerätes, ausgehend von zwei losen Gehäuseteilen, einer Verspannungseinrichtung und aushärtbarem Kunstharz mit den Verfahrensschritten, daß die Gehäuseteile über zugewandte Flächen gegeneinander verspannt werden, daß das Kunstharz bei den Flächen angeordnet und danach ausgehärtet wird.

Bei der Herstellung von explosionsgeschützten elektrischen Geräten ist es gelegentlich notwendig, einzelne Gehäuseteile miteinander zu verbinden. Dabei werden bei Betriebsmitteln, die der Zündschutzart »druckfeste Kapselung d« entsprechen müssen, an die Gehäuse und die Verbindung zwischen Gehäuseteilen hohe Anforderungen gestellt, weil gewährleistet sein muß, daß die Gehäuseteile zünddurchschlagsicher miteinander verbunden sind. Dazu sind zwischen dem Gehäuse und seinem Deckel oder bei Durchführungen durch die Gehäusewandungen Spalte bestimmter Mindestlänge und bestimmter Maximalweite vorgesehen, die einen Abbau eines im Gehäuseinneren erzeugten Explosionsdruckes zulassen, aber sicher verhindern, daß ein Zünddurchschlag nach außen erfolgt. An Stellen, an denen Gehäuseteile spaltlos miteinander verbunden werden müssen, ist es bekannt, die Gehäuseteile miteinander zu verschrauben oder zu vernieten und die an den Trennebenen aneinander anliegenden Flächen fein zu bearbeiten, beispielsweise zu schleifen. Als zusätzliches Hilfsmittel kann ein Verbindungswerkstoff, in den meisten Fällen Gießharz, in flüssiger oder pasteuser Form, in eigene Hohlräume im Bereiche der Trennfugen zwischen den Gehäuseteilen eingebracht und aushärten lassen werden, um an dieser Stelle eine besonders sichere Abdichtung zu erzielen. Bei einem bspw. in dem BBC-Handbuch für Explosionsschutz W. Girardet, Essen, 1971, Seite 484, Bild5 — HIb oder in dem DE-GM 17 33 371 dargestellten Paketschalter mit druckfestem Steatitsokkel ist die Anordnung derart getroffen, daß in die miteinander verschraubten und dadurch verspannten Gehäuseteile an der Außenseite im Bereiche der

ίο Trennfugen ringsumlaufende, schwalbenschwanznutenartige Ausnehmungen eingearbeitet sind, die nach der Montage mit dem Gießharz ausgegossen werden, das nach dem Aushärten nach Art eines au3en liegenden, umlaufenden, geschlossenen Ringes die Trennfugen

is abdichtet

Das Einbringen des Gießharzes in die dafür vorgesehenen Vergußausnehmungen muß als gesonderter Arbeitsgang zwischen bzw. nach den Montagevorgängen des Gerätes geschehen. Da in der Regel Gießharze in flüssiger Form verwendet werden, müssen Füllvorrichtungen an den Geräten angebracht werden, was umständlich und aufwendig ist. Außerdem besteht bei dem mehr oder weniger kontrollierbaren Füllvorgang die Gefahr des Auftretens von Lufteinschlüssen und einer Lunkerbildung, wodurch die Zünddurchschlagsicherheit der Verbindung in nicht vorhersehbarem Maße beeinträchtigt werden kann. Aus diesem Grunde wird von der Zulassungsbehörde in der Praxis eine Gießharzschicht von mindestens 3 mm Dicke

jr. verlangt, was zur Folge hat, daß der Platzbedarf des ganzen Gerätes häufig nicht unerheblich vergrößert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei

r> explosionsgeschützten elektrischen Geräten, insbesondere der Zündschutzart »druckfeste Kapselung« die einzelnen Gehäuseteile mit geringem Aufwand absolut zünddurchschlagsicher und dabei mechanisch fest und widerstandsfähig miteinander verbunden sind, und zwar ohne daß durch die Verbindung der Gehäuseteile eine Erhöhung des Platzbedarfes des ganzen Gerätes bedingt wäre.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß derart vorgegangen, daß das aushärtbare Kunstharz in Folienform im wesentlichen entsprechend der Gestalt der Flächen verwendet wird, daß zuerst die Folie zwischen die beiden Flächen gelegt und danach die Verspannung sowie Aushärtung vorgenommen wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine

w trockene, heiß und unter Druck aushärtende Kunstharzfolie verwendet werden, wobei nach dem Einlegen der Folie und gegebenenfalls der Montage wenigstens eines Teiles des gesamten Gerätes das Ganze bis zum Aushärten des Kunstharzes auf Aushärttemperatur erwärmt und dabei das Kunstharz zum Aushärten gebracht wird.

Dadurch, daß das Kunstharz in Folienform zwischen die miteinander zu verbindenden Flächen eingebracht wird, ergibt sich eine wesentliche Herstellungsvereinfa-

Wi chung für das ganze Gerät, weil eine solche vorgestanzte Kunstharzfolie an der dafür vorgesehenen Stelle schon während der Montage eingelegt werden kann. Wird ein heiß und unter Druck aushärtendes Kunstharz verwendet, so kann das komplette Gerät in der

b5 erwähnten Weise nach Abschluß der Montage durch Erwärmung auf Aushärtetemperatur, d. h. durch Temperung in seinen Teilen verbunden und verschlossen werden. Die zweckmäßige Temperungstemperatur ist

jeweils von der verwendeten Kunstharzart abhängig.

Die miteinander zu verbindenden Flächen können unbearbeitet belassen bleiben. Während der Temperung dringt dann das teigig bis flüssig geworden» Kunstharz in jede Unebenheit der Flächen ein, füllt diese restlos aus und ergibt damit eine gut sitzende Verbindung und somit eine einwandfrei zünddurchschlagsichere Abdichtung. Da die Kunstharzfolie in der jeweils gewünschten Form einfach ausgestanzt werden kann, sind auch keine besonderen Füllvorrichtungen etc. erforderlich.

Ein nach dem beschriebenen Verfahren zusammengefügtes Betriebsmittel zeichnet sich einerseits dadurch aus, daß die Verbindung der Gehäuseteile einwandfrei zünddurchschlagsicher und wegen der großflächigen Verbindung mechanisch sehr widerstandsfähig ist während andererseits durch die eine definierte Dicke aufweisende Kuristharzschicht wie sie durch die Folie gegeben ist keine nennenswerte Vergrößerung der Außenabmessungen des ganzen Betriebsmittels bedingt ist

In der Zeichnung ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels eines Schaltgerätes dargestellt Es zeigt

F i g. 1 ein druckfest gekapseltes, zweipoliges Schaltgerät mit erfindungsgemäß miteinander verbundenen Gehäuseteilen, in einer Seitenansicht,

Fig.2 das Schaltgerät nach Fig. 1, in einer Aufsicht auf die Oberseite und

Fig. 3 das Schaltgerät nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie VIII-VIIIa der F i g. 2, in einer Seitenansicht.

Das in F i g. 1 in zweipoliger Ausführung dargestellte Schaltgerät kann etwa als Steuerschalter verwendet werden und entspricht der Zündschutzart »druckfeste Kapselung d«; für den Einsatz in explosionsgefährdeten Betriebsstätten wird es beispielsweise in ein Gehäuse mit der Schutzart mindestens IP 54 eingebaut oder in entsprechenden Schaltschränken oder Schaltkästen verwendet. Das im weiteren mit »Steuerschalter« bezeichnete Gerät weist ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuseoberteil 1, eine dazu koaxiale und sich daran anschließende Zwischenplatte 2 und ein ebenfalls koaxiales, im wesentlichen quadratisches sowie sich an die Zwischenplatte 2 anschließendes Gehäuseunterteil 3 auf. Bei der vierpoligen Ausführungsform ist zwischen dem Oberteil 1 und der Zwischenplatte 2 ein koaxiales Zwischenteil vorgesehen.

Das Oberteil 1 enthält eine nicht weiter dargestellte Schaltkammer, in der feststehende Kontakte 6 liegen, die über zünddurchschlagsicher herausgeführte metallische Anschlußbolzen mit oben liegenden Anschlußklemmschrauben 8 verbunden sind, an die jeweils ein Anschlußleiter angeklemmt werden kann. Mit den feststehenden Kontakten 6 wirken jeweils paarweise bewegliche Kontaktbrücken zusammen, die in einer entsprechenden Ausnehmung des Oberteils 1 langsverschiebiich geführt sind und durch ein Schaltrad 13 wahlweise in die geöffnete oder in die geschlossene Kontaktstellung überführt werden können. Dazu ist das Srhaltrad 13 formschlüssig mit einem Vierkant 14 einer koaxialen Antriebswelle 15 verbunden, die durch eine entsprechende axiale Bohrung des Oberteiles 1 nach außen geführt ist, die derart bemessen ist, daß der zwischen der Antriebswelle 15 und der Bohrungsinnenwand verbleibende Spalt als Zünddurchschlagsicherung wirkt.

Der Schaltraum des Oberteiles 1 ist bei dem Schalter nach Fig. 1 durch die Zwischenplatte 2 abgeschlossen, während das Schaltrad 13 eine Nabe 17 aufweist, die in einer entsprechenden koaxialen Bohrung der Zwischenplatte 2 gelagert ist.

Das in der in F i g. 3 veranschaulichten Weise auf die

Zwischenplatte 2 aufgesetzte Unterteil 3 enthält ein Rastwerk 19, dessen Rastscheibe 2ö mit dem Vierkant

14 formschlüssig gekuppelt ist und das in dem Unterteil 3 längsverschieblich gelagerte Rasten 21 aufweist, die durch Federn 22 elastisch auf das Rastrad 20 zu vorgespannt sind. In einer entsprechenden Aussparung

ίο des Unterteiles 3 ist im Bereiche der Trennfuge zu der Zwischenplatte 2 schließlich noch eine Anschlagscheibe 23 angeordnet, die koaxial zu der Antriebswelle 15 liegt Sie wirkt mit einem nicht weiter dargestellten Anschlagstift zusammen, um die Drehbewegung der Antriebswelle 15 zu begrenzen.

Das Oberteil 1, die Zwischenplatte 2 und das Unterteil 3 sind, wie insbesondere aus Fig.3 zu ersehen, an einander zugewandten ebenen Stirnflächen stumpf aneinander anliegend aufeinander gesetzt wobei Paßstücke 24, die in entsprechende öffnungen 25 der Zwischenplatte 2 eingreifen, eine lagerichtige Zuordnung zwischen dem Oberteil 1 und der Zwischenplatte 2 gewährleisten. Das Oberteil 1, die Zwischenplatte 2 und das Unterteil 3 sind aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das den an den Schalter gestellten mechanischen Anforderungen entspricht Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, diese Teile einzeln oder insgesamt aus Keramik oder dgl. herzustellen. Die erwähnten, im Bereiche der Trennfugen zwischen dem Oberteil 1, der Zwischenplatte 2 und dem Unterteil 3 liegenden Stirnflächen der einzelnen Teile können, je nach Werkstoff, unbearbeitet bleiben.

Die Verbindung zwischen dem Oberteil 1, der Zwischenplatte 2 und dem topfartigen Unterteil 3 ist derart hergestellt, daß zwischen die einander zugewandten Stirnflächen jeweils eine entsprechend der Umrißgestalt dieser Flächen ausgestanzte oder ausgeschnittene Folie eines Kunstharzes eingelegt worden ist. Diese Folien sind in F i g. 3 mit 26,27 bezeichnet. Das Einlegen der Kunstharzfolien 26, 27 geschieht bei der Montage des Steuerschalters, d. h. beim Einbau der Antriebswelle

15 mit dem Schaltrad 13, den Kontaktbrücken usw. Zum Abschluß der Montage werden das Oberteil I und das Unterteil 3 über Spannschrauben 28 miteinander verspannt, so daß die Folien 26, 27 zwischen den ihnen benachbarten Stirnflächen des Oberteils 1 und der Zwischenplatte 2 bzw. der Zwischenplatte 2 und des Unterteiles 3 eingespannt werden. Daraufhin wird der ganze Steuerschalter in einem Ofen auf die Aushärttem-

V) peratur des heiß und unter Druck aushärtbaren Kunstharzes der Folien 26, 27 erwärmt, so daß das Kunstharzmaterial in einen teigigen oder flüssigen Zustand übergeht, in dem es in die Unebenheiten der unbearbeitet gelassenen, den Folien 26,27 benachbarten

Ti Stirnflächen des Oberteils, der Zwischenplatte 2 und des Unterteils 3 eindringt. Nach genügend langer Temperung wird der Steuerschalter wieder abgekühlt, womit das Oberteil 1, die Zwischenplatte 2 und das Unterteil 3 durch das ausgehärtete, in der durch die jeweilige Folie

M) 26 bzw. 27 vorgegebenen definierten Schichtdicke vorliegende Kunstharzmaterial mechanisch fest, druckfest und absolut zünddurchschlagsicher miteinander verbunden sind. Damit ist auch der Schaltraum, in dem bei der Schalterbetätigung Zündfunken auftreten, nach

b5 außen hin zünddurchschlagsicher abgekapselt.

Die Dicke der Kunstharzfolie 26, 27 beträgt zweckmäBigerweise bis zu 0,3 mm; sie kann in Einzelfällen, insbesondere bei eroßem Gehäuse auch

größer sein. Als Material für das Kunstharz kann grundsätzlich jedes aushärtbare oder aktivierbare Kunstharz verwendet werden, das eine ausreichende mechanische Festigkeit und eine entsprechende Hitze- und Alterungsbeständigkeit aufweist. Grundsätzlich ist es auch denkbar, anstelle eines durch Wärme aktivierbaren Kunstharzes ein lösungsmittelaktivierbares I Stoffmaterial zu verwenden, wenn die Gestaltur Gehäuses und der einander zugewandten, miteir zu verbindenden Stirnflächen so beschaffen sim eine einwandfreie Lösungsmittelverdunstung ge leistet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur spaltlosen, verspannten Verbindung von zwei Gehäuseteilen eines explosionsgeschützt«! elektrischen Gerätes, ausgehend von zwei losen Gehäuseteilen, einer Verspannungseinrichtung und aushärtbarem Kunstharz mit den Verfahrensschritten, daß die Gehäuseteile über zugewandte Flächen gegeneinander verspannt werden, daß das Kunstharz bei den Flächen angeordnet und danach ausgehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das aushärtbare Kunstharz in Folienform im wesentlichen entsprechend der Gestalt der Flächen verwendet wird, daß zuerst die Folie zwischen die beiden Rächen gelegt und danach die Verspannung sowie Aushärtung vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine trockene, heiß und unter Druck aushärtende Kunstharzfolie verwendet wird und nach dem Einlegen der Folie und gegebenenfalls der Montage wenigstens eines Teiles des gesamten Gerätes das Ganze bis zum Aushärten des Kunstharzes auf Aushärttemperatur erwärmt und dabei das Kunstharz zum Aushärten gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander zu verbindenden Flächen unbearbeitet belassen werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Folie in der Dicke bis zu 0,3 mm verwendet wird.