[0001] Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Aufnahme von Elementen, die Zündquellen bilden können, wobei das Ge häuse zum Einsatz in explosionsgefährdeter Umgebung geeig net ist.

[0002] Explosionsgeschützte Gehäuse sind in verschiede nen Bauformen bekannt. Typischerweise sind solche Gehäuse mit mindestens einer Druckentlastungsöffnung versehen, an der eine Flammensperre angeordnet ist. Ein solches Gehäuse zeigt beispielsweise die GB 778040, deren Gehäuse eine rechteckige Druckentlastungsöffnung aufweist, an der mit tels eines Klemmrahmens eine Flammensperre in Gestalt eines porösen Körpers festgeklemmt ist.

[0003] Auch die US 4,180,177 A veranschaulicht ein ex plosionsgeschütztes Gehäuse mit einer Druckentlastungsöff nung, in der ein poröser Körper als Flammensperre angeord net ist. Die Druckentlastungsöffnung kann außerdem durch einen beweglich gelagerten Deckel abgedeckt sein.

[0004] Wie die DE 10 2005 042 565 B4 zeigt, ist es auch schon vorgeschlagen worden, ein explosionsgeschütztes Ge häuse komplett aus einem aufgrund seiner Porosität gas durchlässigen jedoch flammensperrenden Material auszubil den. Das Gehäuse umfasst dann ein rohr- oder becherförmiges Gehäuseteil, das die Gehäusewand bildet und den Innenraum von der Umgebung trennt. [0005] Weiter offenbart die DE 10 2006 048 943 Al einen Druckausgleichzylinder mit einer Rohrmembran. Die Rohrmemb ran besteht aus einem porösen Material und ist somit gas durchlässig. Sie ist in dem Druckausgleichszylinder an bei den Enden gefasst, wobei der Druckausgleichzylinder an ei nem Ende Einlassöffnungen und an seinem anderen Ende eine Gasauslassöffnung aufweist. In dem Druckausgleichszylinder können auch mehrere solcher Rohrmembranen gefasst sein.

[0006] Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse zur Aufnahme von Elementen zu schaffen, die Zündquellen bilden können, wobei das zugrundeliegende Konzept auch für beson ders große Gehäuse geeignet sein soll.

[0007] Diese Aufgabe wird mit dem Gehäuse nach Anspruch 1 gelöst:

[0008] Das erfindungsgemäße Gehäuse ermöglicht den Ein satz von Druckausgleichskörpern, deren gasdurchlässige Oberfläche größer ist als der Querschnitt der Druckentlas tungsöffnung. Damit ist es möglich, dem bei einer im Ge häuse stattfindenden Explosion erzeugten und aus dem Ge häuse auszuleitenden Gasvolumen einen besonders niedrigen Strömungswiderstand entgegenzusetzen, was den Aufbau einer Druckspitze in dem Gehäuse entgegenwirkt. Damit kann die Wandstärke des betreffenden Gehäuses verringert werden, ohne die Sicherheit und Integrität des Gehäuses zu gefähr den .

[0009] Der Druckausgleichskörper ist unmittelbar in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet, was insbesondere bedeu tet, dass er nicht gesondert eingehaust ist. Auch dies trägt zur Vermeidung einer Drosselung der nötigen druckaus gleichenden Gasströmung bei. Andererseits liegt der Druck ausgleichskörper in dem Gehäuseinnenraum vor Umwelteinflüs sen geschützt. Weil lediglich ein geringer Querschnitt für die Druckausgleichsöffnung erforderlich ist, wird die me chanische Stabilität der Gehäusewand durch die Druckaus gleichsöffnung nicht beeinträchtigt.

[0010] Der Druckausgleichskörper kann in einer ersten Ausführungsform den Innenraum vollständig durchquerend aus gebildet und angeordnet sein. Er schließt dabei vorzugs weise mit seinen beiden Enden jeweils an eine Druckaus gleichsöffnung und somit an insgesamt zwei Druckausgleichs öffnungen an. Dieses Konzept ermöglicht die Nutzung von Druckausgleichsöffnungen mit besonders geringem Querschnitt und eignet sich insbesondre auch für den Einsatz in beson ders großen Gehäusen.

[0011] Es ist jedoch auch möglich, den Druckausgleichs körper mit lediglich einem offenen Ende becherförmig auszu bilden, wobei sein offenes Ende an die Druckausgleichsöff nung anschließt und sein geschlossenes Ende in den Innen raum ragt .

[0012] Der Druckausgleichskörper ist an der Druckaus gleichsöffnung mechanisch mit der Wandanordnung des Gehäu ses verbunden. Dazu kann der Druckausgleichskörper vorzugs weise durch eine ringförmige Schweißnaht mit dem Rand der Druckausgleichsöffnung verschweißt sein. Der rohrförmige Druckausgleichskörper kann dazu die Druckausgleichsöffnung durchsetzen oder stirnseitig an der Innenseite der Gehäuse wand anliegen. Die den Druckausgleichskörper mit der Gehäu sewand verbindende Schweißnaht kann an der Innenseite der Gehäusewand oder an der Außenwand derselben angebracht sein. Es ist auch möglich, den rohrförmigen Druckaus gleichskörper in einem Sockel zu fassen, der seinerseits mit der Gehäusewand verbunden ist. Zur Fassung des Druck ausgleichskörpers in dem Sockel kann der Druckausgleichs körper mit dem Sockel insbesondere Stoffschlüssig verbunden sein, beispielsweise durch Kleben, Schweißen oder Löten. Der Sockel kann mit dem Gehäuse verklebt, verschweißt oder verschraubt sein.

[0013] Die Druckausgleichsöffnung kann mit einer Schutz einrichtung, wie zum Beispiel einer Berstscheibe, einem De ckel, einer Membran oder einem Stopfen verschlossen sein, wobei diese Schutzeinrichtung druckabhängig öffnet. Die Schutzeinrichtung wird vorzugsweise durch einen Verschluss gebildet, der die Druckausgleichsöffnung insektensicher ab dichtet und das Eindringen von Feuchtigkeit oder Wasser verhindert .

[0014] Der Druckausgleichskörper ist becher- oder rohr förmig ausgebildet. Unter einem rohrförmigen Druckaus gleichskörper wird jeder Druckausgleichskörper verstanden, der einen Druckausgleichskanal mit einer wenigstens parti ell gasdurchlässigen Wandung umschließt. Der Querschnitt dieses Druckausgleichskörpers kann rund oder polygonal be grenzt sein. Zum Beispiel kann der Druckausgleichskörper durch ein Rechteckrohr gebildet sein, das an seinen Flanken ein oder mehrere Ausschnitte aufweist, die jeweils durch flache Druckausgleichselemente verschlossen sind. Diese können mit dem Rechteckrohr verschweißt, verklebt, ver schraubt oder anderweitig an diesen angebracht sein. Es ist auch möglich, den Druckausgleichskörper vollständig aus ei nem gasdurchlässigen Material auszubilden. Das gasdurchläs sige Material kann beispielsweise Metall, eine Metalllegie rung, eine Keramik ein Glas oder auch ein unbrennbares or ganisches festes Material oder ein Gemisch aus den genann ten Materialien sein. Das Material weist Poren auf und kann dazu in Form von Schaum, in Form von miteinander verschlun genen oder/oder miteinander verklebten und/oder versinter- ten Drähten, in Form von Pulver oder Partikeln vorliegen, die miteinander durch Kleben, Löten, Sintern, Schweißen o- der mechanisch verbunden sind. Fasern, Fäden, Drähte, Par tikel oder können auch als lose Packung in einem Gehäuse gehalten sein, wobei das gefüllte Gehäuse den Druckentlas tungskörper bildet.

[0015] Vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der zugehörigen Beschreibung oder aus Unteransprüchen. Es zeigen:

[0016] Figur 1 das erfindungsgemäße Gehäuse, in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung,

[0017] Figur 2 das Gehäuse nach Figur 1, in verein fachter VertikalSchnittdarstellung,

[0018] Figur 3 eine Ausführungsform eines Druckentlas tungskörper, in Querschnittsdarstellung,

[0019] Figur 4 eine alternative Ausführungsform eines Druckentlastungskörpers, in Querschnittsdarstellung und [0020] Figur 5 bis 10 weitere Ausführungsformen eines Gehäuses entsprechend Figur 1 jeweils, in vereinfachter VertikalSchnittdarstellung .

[0021] In Figur 1 ist ein Gehäuse 11 veranschaulicht, das für den Einsatz in explosionsgefährdeter Umgebung ein gerichtet ist. Das Gehäuse 11 dient der Aufnahme von Kompo nenten, beispielsweise elektronischen oder elektrischen Bauelementen, die im Betrieb Zündquellen für ein explosives Gasgemisch bilden können. Zur Aufnahme solcher Komponenten ist das Gehäuse 11, wie Figur 2 zeigt, von einer Wandanord nung 12 gebildet, zu der ein Gehäusekörper 13 und ein De ckel 14 gehören. Die Wandanordnung 12 umschließt einen In nenraum 15, in dem die oben genannten Komponenten angeord net werden können. Der Innenraum kann ein Volumen von meh reren Litern bis mehreren 100 Litern aufweisen. Prinzipiell ist dieses Gehäusekonzept jedoch auch für kleinere Gehäuse anwendbar .

[0022] Die Wandanordnung 12 weist beispielsweise im Be reiche des Gehäusekörpers 13 oder auch an dem Deckel 14 mindestens eine vorzugsweise zwei Druckentlastungsöffnungen 16, 17 auf, die vorzugsweise an zwei im Abstand parallel zueinander angeordneten Wandbereichen 18, 19 angeordnet sind. Die Druckentlastungsöffnungen 16, 17 sind vorzugs weise miteinander fluchtend angeordnet. Zwischen den Wand bereichen 18, 19 ist ein Druckentlastungskörper 20 angeord net, der ganz oder teilweise aus einem gasdurchlässigen po rösen jedoch flammenhemmenden Material ausgebildet ist und den Abstand zwischen den Wandbereichen 18, 19 überbrückt. Beispielsweise kann der Druckentlastungskörper aus gesin terten Metallkugeln, Metallpulvern, mehreren übereinander liegenden zu einem Rohr gewickelten Drahtgewebelagen oder dergleichen bestehen. Der Druckentlastungskörper 20 ist rohrförmig (z.B. als Rundrohr oder als Rohr mit Plolygonal- querschnitt) ausgebildet und an seinen beiden Enden 21, 22 mit der Wandanordnung 12, speziell mit dem ersten Wandbe reich 18 und dem zweiten Wandbereich 19, verbunden. Dabei kann der Druckentlastungskörper 20, wie es Figur 3 nahelegt als zylindrisches Rohr ausgebildet sein, das mit seinen Stirnseiten an der Innenseite der Wandbereiche 18, 19 an liegt und dort zum Beispiel mittels ringförmiger Schweiß nähte 23, 24 mit den Wandbereichen 18, 19 verbunden ist.

[0023] Der Druckentlastungskörper 20 weist Poren auf, deren Weite so gering und deren Länge so groß ist, dass Flammen aus dem Innenraum 15 nicht in den inneren Strö mungskanal 25 des Druckentlastungskörpers 20 gelangen kön nen. Auch können auf diesem Weg keine glühenden Partikel in den Strömungskanal 25 gelangen. Der Strömungskanal 25 führt durch die beiden Druckentlastungsöffnungen 16, 17 ins

Freie. Der Druckentlastungskörper 20 kann aus metallischem oder aus nicht metallischem Material ausgebildet sein. Das betreffende Material, wie Metall, Keramik, Glas oder der gleichen, kann in Form von Partikeln, Kugeln, Fäden oder Schaum durch Sintern, Kleben oder mechanisches Verbinden zu einem stabilen Körper geformt sein.

[0024] Das Konzept des rohrförmigen Druckentlastungskör pers 20 kann auch in Gestalt eines Polygonalrohrs verwirk licht sein, wie es Figur 4 anhand eines Rechteckrohrs ver anschaulicht. Der Druckentlastungskörper 20 nach Figur 4 besteht aus einem Rechteckrohr 26 mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt, das an seinen Flanken Gasdurch- trittsöffnungen 27 aufweist, die quer zur von den Strö mungskanal 25 vorgegebenen Strömungsrichtung eine Verbin dung zwischen dem Innenraum 15 und dem Strömungskanal 25 hersteilen. Die Gasdurchtrittsöffnungen sind mit Flammen- schutzfiltern 28, 29, 30, 31 versehen, die vorzugsweise als ebene Platten ausgebildet sein können. Diese Flammenschutz filter 28 bis 31 können ebenso wie der Druckentlastungskör per 20 nach Figur 3 aus metallischen oder keramischen Mate- rial oder Glas ausgebildet sein, das in Partikelform, Ku gelform, Faserform oder einem Gemisch aus diesen Formen vorliegt und durch mechanische Verbindung, Sintern oder Kleben zu einem festen Körper gebunden ist. Die Flammen schutzfilter 28 bis 31 weisen Gasdurchtrittsöffnungen in Form von Poren auf, die so eng und so lang sind, dass Flam men und glühende Partikel nicht hindurch gelangen können.

[0025] Während die Flammscnschutzfilter 28 bis 31 nach Figur 4 an einem als Träger dienenden Rechteckrohr ange bracht sind, ist es auch möglich, plattenförmige Flammen schutzfilter ohne Zuhilfenahme eines Trägers untereinander direkt, z.B. durch Schweißen, zu verbinden.

[0026] Der Druckentlastungskörper 20 nach Figur 4 kann anstelle des Druckentlastungskörpers 20 nach Figur 3 bei jeder der vor- und nachstehend beschriebenen Ausführungs formen Anwendung finden. Auch kann die Form abweichend ge wählt sein. Anstelle des Rechteckrohrs 26 können andere Rohre mit Polygonalquerschnitt, zum Beispiel Dreieckquer schnitt, Fünfeckquerschnitt, Sechseckquerschnitt usw., vor gesehen sein. Auch ist es möglich, den Druckentlastungskör per 20 nach Figur 3 mit einem von der Kreisform abweichen den Querschnitt auszubilden, zum Beispiel einem Dreieck- querschitt, Viereckquerschnitt, Fünf-oder Sechseckquer schnitt usw.

[0027] Das insoweit beschriebene Gehäuse 11 funktioniert wie folgt:

[0028] In Gebrauch ist der Deckel 14 fest mit dem Gehäu sekörper verbunden, wobei entsprechende Verbindungsmittel, wie Klemmen, Schrauben oder dergleichen, in Figur 1 und 2 nicht veranschaulicht sind. In dem Innenraum 15 befinden sich Komponenten, die Zündquellen bilden können, wie bei spielsweise Relais, Transistoren, Widerstände oder derglei- chen Elemente, die sich in Betrieb erwärmen können. Befin det sich das Gehäuse 11 in einer explosiblen Atmosphäre, können brennbare oder explosible Gase in den Innenraum 15 gelangen. Werden sie dort gezündet, führt die eintretende Verpuffung zu einer Expansion der beteiligten Gase. Diese strömen sich dabei abkühlend durch den Druckentlastungskör per 20 in den Strömungskanal 25 und von dort über die Dru ckentlastungsöffnungen 16, 17 ins Freie. Beim Durchtritt durch den Druckentlastungskörper 20 werden die Gase soweit gekühlt, dass die in den Strömungskanal 25 gelangenden Gase keine Zündquelle für die explosible Umgebung mehr darstel len .

[0029] Aufgrund der großen Oberfläche des Druckentlas tungskörpers 20 stellt dieser für die expandierenden Gase nur einen geringen Strömungswiderstand dar, so dass die bei einer Verpuffung auftretende Druckerhöhung in dem Innenraum 15 auf geringe Werte begrenzt werden kann.

[0030] Die Verbindung zwischen den Wandbereichen 18, 19 durch den Druckentlastungskörper 20 kann gehäusestabilisie rend wirken. Dies gilt insbesondere bei großvolumigen dünn wandigen Gehäusen. Die Zugfestigkeit des Druckentlastungs körpers kann dazu genutzt werden, ein Ausbeulen der Wandbe reiche 18, 19 zu verhindern.

[0031] Das Gehäuse 11 kann mehrere Druckentlastungskör per 20 nach jeder der vor- und nachstehend beschriebenen Bauarten enthalten. Dies gilt insbesondere für großvolumige Gehäuse, wie Schaltschränke oder dergleichen.

[0032] Figur 5 veranschaulicht eine abgewandelte Ausfüh rungsform des Gehäuses 11. Wie ersichtlich, durchdringt der Druckentlastungskörper 20 die beiden an den Wandbereichen 18, 19 ausgebildeten Druckentlastungsöffnungen 16, 17. Zur Verbindung zwischen den Druckentlastungskörper 20 und dem jeweiligen Wandbereich 18, 19 kann jeweils ein ringförmige Schweißnaht 32, 33 vorgesehen sein, die um das Ende des Druckentlastungskörpers 20 oder eine nicht weiter darge stellte dessen jeweiliges Ende einfassende Manschette her umführt und ihn bzw. diese mit dem jeweiligen Wandbereich 18, 19 verbindet. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt in der besseren Zugänglichkeit der Verbindung zwischen Dru ckentlastungskörper 20 und Wandbereich 18, 19, zum Beispiel bei der Herstellung der Schweißnaht 32, 33. Diese Bauform eignet sich für alle Typen vor- oder nachstehend genannter und beschriebener Druckentlastungskörper 20.

[0033] Eine weiter abgewandelte Ausführungsform des Ge häuses 11 veranschaulicht Figur 6. Der Druckentlastungskör per 20 ist dort in Sockeln 34, 35 gefasst, die ihrerseits mit dem jeweiligen Wandbereich 18, 19 verbunden sind. Bei spielsweise kann der Sockel 34 an einem entsprechenden Sitz den Druckentlastungskörper aufnehmen und dazu mit dem Dru ckentlastungskörper 20 mechanisch zum Beispiel durch Klem men, Schrauben, sowie Stoffschlüssig zum Beispiel durch Kleben oder Schweißen oder Löten verbunden sein. Der Sockel 34 kann die Druckentlastungsöffnung des Wandbereichs 18 durchsetzen und mit dem Wandbereich 18 Stoffschlüssig, z.B. durch schweißen, oder zum Beispiel mittels einer Mutter 36 formschlüssig verbunden sein.

[0034] Vorzugsweise weist die gegenüber liegende Gehäu sewand an dem Wandbereich 19 eine Öffnung mit einem Durch messer auf, der größer ist als der Außendurchmesser des So ckels 34. Dieser kann somit durch die Öffnung des Wandbe reichs 19 hindurch gesteckt werden. Zur Sicherung des So ckels 35 an dem Wandbereich 19 können zum Beispiel mehrere Muttern 37, 38 auf das Außengewinde des Sockels 35 aufge schraubt sein. Es ist jedoch auch möglich, den Sockel 35 mit dem Wandbereich 19 zu verschweißen. [0035] Bei der Ausführungsform nach Figur 7 kann der Druckentlastungskörper 20 nach jeder der vor- und nachste hend genannten Arten an der Wandanordnung 12 befestigt sein. Der zum Beispiel hohlzylindrische Druckentlastungs körper 20 kann aber ein Stützrohr 39 aufweisen, dessen Wan dung eine Vielzahl großflächiger Öffnungen 40 aufweist, wo bei das poröse Material des Druckentlastungskörpers außen an dem Stützrohr 39 anliegt. Das Stützrohr 39 kann den Dru ckentlastungskörper 20 aussteifen und seine mechanische Stabilität erhöhen.

[0036] Es ist auch möglich, Gehäuse 11 so auszubilden, dass der Druckentlastungskörper 20 mit lediglich einer Dru ckentlastungsöffnung 16 kommuniziert und an seinem davon weg weisenden Ende 22 geschlossen ist, wie es die Figuren 8 und 9 veranschaulichen. Diese dienen lediglich der bei spielhaften Veranschaulichung und stellen Abwandlungen der Befestigungsart nach Figur 2 und 5 dar, bei denen der Dru ckentlastungskörper 20 jeweils mit einer Schweißnaht 23 bzw. 32 innen oder außenliegend an den Wandbereich 18 be festigt ist. Jede andere beschriebene Befestigungsart, bei spielsweise nach Art der Figur 6 mit einem Sockel 34 oder einem Sockel 35 kann ebenfalls genutzt werden. Das von der Druckentlastungsöffnung 16 abliegende Ende 22 kann durch einen festen gasundurchlässigen Verschluss 41 oder auch ei nen gasdurchlässigen Boden 42 verschlossen sein. Diese Art der Anordnung von Druckentlastungskörpern 20 in Gehäusen 11 eignet sich besonders für Gehäuse, bei denen ein den Innen raum vollständig durchquerender Druckentlastungskörper stö rend wäre oder bei denen der oder die Druckentlastungskör per 20 an Druckentlastungsöffnen anzuschließen sind, die den Deckel 14 durchsetzen. Außerdem können zwei oder meh rere solcher einseitig offenen Druckentlastungskörper 20 vorgesehen sein, um an verschiedenen Stellen des Deckels 14 und/oder des Gehäusekörpers 13 vorgesehene Druckentlas tungsöffnungen angeordnet zu werden.

[0037] Bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausfüh rungsformen kann die Druckentlastungsöffnung 16 und/oder 17 mit einem Verschluss 43, 44 versehen sein. Der Verschluss kann jede Form eines mechanischen Mittels sein, das das Eindringen von Insekten, Schmutz und/oder Feuchtigkeit in den Strömungskanal 25 verhindert, andererseits aber ein Ausströmen von Gas aus diesem nicht oder nicht dauerhaft verhindert. Solche Verschlüsse 43, 44 können aufsteckbare aufrastbare oder aufschraubbare Kappen sein, wie es Figur 10 am Beispiel des Verschlusses 43 veranschaulicht. Solche Kappen sind insbesondere so gestaltet, dass sie, falls in dem Strömungskanal 25 ein ausreichender Überdruck herrscht, abgesprengt werden, aufreißen oder auf sonstige Weise ge öffnet werden. Auch kann der Verschluss ein in die Dru ckentlastungsöffnung eingesetztes Sperrelement sein, wie es Figur 10 am Beispiel des Verschlusses 44 in der Druckent lastungsöffnung 17 veranschaulicht. Der Verschluss kann ein in der Druckentlastungsöffnung 17 formschlüssig, stoff schlüssig oder auf sonstige Weise gehaltenes Element sein, das bei Überdruck in dem Strömungskanal 25 aus der Druck entlastungsöffnung 17 herausgedrückt wird oder selbst auf reißt und auf diese Weise den Strömungsweg freigibt. Auch können anstelle von absprengbaren oder aufreißbaren Ver schlusselementen schwenkbare Klappen oder dergleichen vor gesehen werden.

[0038] Das erfindungsgemäße Gehäuse 11 weist einen Dru ckentlastungskörper 20 auf, der als Rohrkörper ausgebildet ist und sich durch den Innenraum 15 des Gehäuses 11 er streckt. Der Druckentlastungskörper 20 ist an mindestens einem Ende 21 vorzugsweise an seinen beiden Enden 22 mit Wandbereichen 18, 19 des Gehäuses 11 verbunden, so dass sein Strömungskanal mit Druckentlastungsöffnungen 16, 17 fluchtet . Diese Anordnung ermöglicht den Bau dünnwandiger und somit leichter explosionsgesicherter Gehäuse 11.

Bezugs Zeichen :

11 Gehäuse

12 Wandanordnung

13 Gehausekörper

14 Deckel

15 Innenraum

1 6 erste Druckentlastungsöffnung

17 zweite Druckentlastungsöffnung

1 8 erster Wandbereich

1 9 zweiter Wandbereich

20 Druckentlastungskörper

21 erstes Ende des Druckentlastungskörpers 22 zweites Ende des Druckentlastungskörpers

23, 24 Schweißnähte

25 Strömungskanal

2 6 Rechteckrohr

27 Gasdurchtrittsöffnungen

2 8 - 31 Flammenschutzfiltern

32, 33 Schweißnaht

34 erster Sockel

35 zweiter Sockel

3 6 - 38 Muttern

3 9 Stützrohr

4 0 Öffnungen

4 1 gasundurchlässiger Verschluss

42 gasdurchlässiger Boden

43 erster Verschluss

44 zweiter Verschluss