Explosionsgeschützter Steckverbinder

Die Erfindung betrifft einen explosionsgeschützten Steckverbinder mit einem Steckerteil und einem Steckbuchsenteil, wobei der Steckerteil ein Steckergehäuse und zumindest zwei in einem Steckereinsatz angeordnete Steckerstifte und der Steckbuchsenteil ein Steckbuchsengehäuse mit in einem Buchseneinsatz angeordneten, entsprechenden Einsteckbuchsen aufweist.

Ein solcher explosionsgeschützter Steckverbinder ist aus der DE 200 13 819 bekannt. Um auch ohne Abschalten einer entsprechenden Spannung Steckerteil und Steckbuchsenteil in einem explosionsgefährdeten Bereich voneinander trennen zu können, wird eine elektrische Kontaktierung zwischen Steckerstiften und Steckbuchsen bereits vor der eigentlichen Trennung von Steckerteil und Steckbuchsenteil bzw. deren Gehäusen unterbrochen. Dabei ist das Steckergehäuse so ausgebildet, dass es in einer Rückhaltestellung vor dem vollständigen Lösen gehalten ist und in einer solchen Rückhaltestellung zwischen den Gehäusen und Steckerstiften bzw. Einsteckbuchsen ein im Wesentlichen nach außen abgeschlossener Innenraum gebildet ist.

Ein solcher explosionsgeschützter Steckverbinder ist gut in explosionsgefährdeten Bereichen verwendbar und verhindert sicher, dass gegebenenfalls bei Trennung der entsprechenden Kontaktelemente auftretende Funken ein in dem explosionsgefährdeten Bereich vorhandenes explosibles Medium zünden.

Im Hinblick auf DE 200 13 819 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, durch einfache konstruktive Maßnahmen einen explosionsgeschützten Steckverbinder zur vereinfachten Handhabung insbesondere bei der Trennung von Stecker- und Steckbuchsenteil unter Aufrechterhaltung des Explosionsschutzes zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß weist eines der Gehäuse von Steckerteil bzw. Steckbuchsenteil eine Außenhülse auf. Diese ist mit dem anderen Gehäuse lösbar verbindbar, wobei bereits vor elektrischer Kontaktierung bzw. nach Trennen der Kontaktierung von Steckerstiften und Einsteckbuchsen ein erster Spalt zwischen Außenhülse und dem anderen Gehäuse

und ein zweiter Spalt zwischen Außenhülse und zugeordnetem Einsatz, das heißt Steckereinsatz bzw. Buchseneinsatz, zur Realisierung der Zündschutzart druckfeste Kapselung (d) bzw. erhöhte Sicherheit (e) ausgebildet sind.

Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, durch Verwendung der Außenhülse die Verbindung zwischen Steckerteil und Steckbuchsenteil in einfacher Weise herzustellen, wobei andererseits durch die beiden Spalte in sicherer Weise ein Explosionsschutz gegeben ist, da der gegebenenfalls mit einem explosiblen Medium gefüllte Innenraum des Steckverbinders nur über diese Spalte Kontakt mit dem äußeren des Steckverbinders hat.

Um eine einfache lösbare Verbindung zwischen Außenhülse und dem anderen Gehäuse des Steckverbinders herstellen zu können, kann die Außenhülse als Schraubhülse mit Innengewinde von ihrem Aufschraubende her ausgebildet sein. Dabei ist der entsprechende erste Spalt zwischen diesem Innengewinde und dem anderen Gehäuse gebildet.

Es besteht die Möglichkeit, dass die Außenhülse bzw. Schraubhülse Teil des Steckerteils ist. Die Handhabung bei dem Verbinden bzw. Trennen von Steckerteil und Steckbuchsenteil wird allerdings vereinfacht, wenn die Außenhülse Teil des Steckbuchsengehäuses und drehbar relativ zum Buchseneinsatz gelagert ist. Dabei ist zu beachten, dass der entsprechende Steckbuchsenteil in der Regel fest an einer Einrichtung im explosi- onsgefährdeten Bereich angeordnet ist und der entsprechende Steckerteil aufgrund beispielsweise einer beweglichen Kabelverbindung an den Steckbuchsenteil heranführbar und mit diesem verbindbar ist.

Um einerseits die verschiedenen Einsteckbuchsen sicher voneinander elektrisch zu isolieren und gleichzeitig auch für die Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen mit entsprechenden elektrischen Kontaktelementen verbinden zu können, kann der Buchseneinsatz aus einem Kunststoffmaterial gebildet und insbesondere dicht und druckfest um Einsteckbuchsen und deren elektrische Kontaktierelemente gegossen sein. Solche elektrischen Kontaktierelemente sind beispielsweise ein Kabel mit in diesem angeordneten Kontaktdrähten.

Um in sicherer Weise auch den zweiten Spalt insbesondere hinsichtlich der Spaltbreite und Spaltform bilden zu können, kann der Buchseneinsatz auf seiner der Hülseninnenseite der Außenhülse zuweisenden Außenseite einen Metallring aufweisen und zwischen diesem und der Hülseninnenseite der zweite Spalt gebildet sein.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Buchseneinsatz bzw. der Steckereinsatz aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein und die Einsteckbuchse bzw. die Steckerstifte sind beweglich unter Bildung eines explosionssicheren Spaltes in diesem Material gelagert. Auf diese Weise erfolgt eine einseitig schwimmende Einbettung - entweder Stifte oder Buchsen -, die unter Beachtung der maximalen Spaltweiten gemäß der einschlägigen Vorschriften ebenfalls möglich ist. Der radiale Ausgleich der Fertigungstoleranzen kann dann über dieses Spiel erfolgen.

Der radiale Ausgleich kann ebenso über einen federnden Kontakt im Inneren der Buchsen erfolgen.

Eine einfache Bildung eines entsprechenden Spalts kann sich dadurch ergeben, dass der Buchseneinsatz auf seiner der Hülseninnenseite zuweisende Außenseite in einem festgelegten Bereich direkt mit der Hülseninnenseite den zweiten Spalt bildet.

Um den Metallring außerdem gegenüber dem Buchseneinsatz genau festlegen zu können, kann der Buchseneinsatz im Bereich des Metallrings einen radial nach außen vorstehenden Ringflansch aufweisen, auf dem der horizontale T-Steg mit seiner der Hülseninnenseite abgewandeten Unterseite aufliegt. Dabei kann sich der entsprechende Ringflansch in Längsrichtung des Buchseneinsatzes mit zum horizontalen T-Steg entsprechender Länge erstrecken.

Um die Schraubhülse in einfacher Weise auf den Buchseneinsatz unverlierbar anzuordnen, kann das Innengewinde der Schraubhülse sich vom Aufschraubende bis zum Metallring erstrecken. Dadurch verhindert beispielsweise das Gewinde ein Herabrutschen der Schraubhülse durch Kontakt mit dem Metallring, wobei die drehbare Lagerung der Schraubhülse beispielsweise durch einen radial nach Innen vorstehenden Ringflansch gebildet sein kann, der sich bis zur Außenseite des Buchseneinsatzes erstreckt.

Der entsprechende Metallring kann in diesem Zusammenhang zwischen dem Innengewinde der Schraubhülse und dem entsprechenden Ringflansch angeordnet sein.

Um entsprechend einfach auch das Steckergehäuse zu gestalten, kann dieses im Wesentlichen topfförmig mit Außengewinde vom freien Ende her ausgebildet sein. Das Steckergehäuse kann dann in die Schraubhülse eingesteckt und mit dieser durch Ver-

schrauben lösbar verbunden werden. Dabei wird der erste Spalt zwischen den Gewinden gebildet.

Damit der entsprechende erste Spalt bereits vor elektrischer Kontaktierung von Steckerstiften und Buchseneinsätzen gebildet ist, erstreckt sich der Buchseneinsatz entsprechend weit in Richtung der Steckerstifte, so dass diese bereits in Innenbohrungen des Buchseneinsatzes bei Herstellen des Gewindeeingriffs zwischen Schraubhülse und Steckergehäuse eingesteckt, aber noch nicht über diese Innenbohrungen bis zu den Buchseneinsätzen zur elektrischen Kontaktierung eingeführt sind.

Vorteilhaft ist im Zusammenhang mit dem Explosionsschutz, wenn Steckergehäuse und Außenhülse zumindest im Bereich der Gewinde aus Metall gebildet sind. Dies gilt analog für die Außenhülse im Bereich des Metallrings, die auch in diesem Bereich aus Metall gebildet sein kann.

Um gegenüber einem Steckergehäuse aus Metall in einfacher Weise die Steckerstifte elektrisch zu isolieren, kann zumindest zwischen Steckergehäuse und Steckerstiften eine Isolierhülse als Steckereinsatz angeordnet sein.

Um die Steckerstifte innerhalb der Isolierhülse in einfacher und sicherer Weise elektrisch kontaktieren zu können, kann zwischen Isolierhülse und elektrischen Zuleitungen zu den Steckerstiften ein Kunststoffmaterial dicht und druckfest vergossen sein.

Um gegebenenfalls mit dem Steckerteil in einfacher Weise andere Einrichtungen verbinden zu können, kann das Steckergehäuse ein seinem freien Ende gegenüberliegendes Schraubende aufweisen, durch welches elektrische Zuleitungen hindurchgeführt und in welchem die elektrischen Zuleitungen mit Kunststoffmaterial dicht und druckfest vergossen sind.

Um bei der Handhabung des Steckverbinders eine einfache Zuordnung von Steckerstiften und Einsteckbuchsen zu ermöglichen, kann das freie Ende des Steckergehäuses bündig mit Enden der Steckerstifte abschließen. Auf diese Weise sind die Steckerstifte bei der Handhabung gut sichtbar und können in einfacher Weise den entsprechenden Innenbohrungen des Buchseneinsatzes bzw. den Einsteckbuchsen zugeordnet werden.

Diese Zuordnung lässt sich weiter dadurch vereinfachen, wenn der Buchseneinsatz aus dem Aufschraubende der Schraubhülse vorsteht.

Der erfindungsgemäße Steckverbinder kann grundsätzlich aus Kunststoff mit eingelegten Metallteilen zur Spaltbildung, aus Vollkunststoff oder auch mit Hilfe von metallischen Gewindehülsen hergestellt werden. Bei einem Beispiel sind die gewindetragenden Teile aus metallischem Werkstoff und die Innenteile aus isolierendem Kunststoff hergestellt. Eine Vollkunststoffausführung des kompletten Steckverbinders ist ebenso möglich. Es ist lediglich darauf zu achten, dass die stromführenden Teile isoliert im Sinne der einschlägigen Vorschriften eingebettet sind.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch einen explosionsgeschützten Steckverbinder gemäß Erfindung mit voneinander getrenntem Steckerteil und Steckbuchsenteil und

Figur 2 einen Längsschnitt analog zu Figur 1 mit teilweise im Steckbuchsenteil eingestecktem Steckerteil.

In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Steckverbinder 1 im Längsschnitt dargestellt. Der Steckverbinder 1 umfasst ein Steckerteil 2 und ein Steckbuchsenteil 3, die in Figur 1 voneinander beabstandet angeordnet sind. Steckerteil 2 weist ein in etwa topfförmiges Steckergehäuse 4 auf, das aus einem Metall gebildet ist. Benachbart zu seinem freien Ende 25 weist das Steckergehäuse 4 ein Außengewinde 24 auf. An seinem dem freien Ende 25 gegenüberliegenden Schraubende 29 weist das Steckergehäuse 4 einen Abschnitt mit geringerem Durchmesser auf, der ebenfalls ein Außengewinde aufweist. In diesem Schraubende 29 ist ein Kunststoffmaterial 28 dicht und druckfest eingegossen und umgibt elektrische Zuleitungen 27. Diese erstrecken sich durch das eingegossene Kunststoffmaterial 28 bis zu Steckerstiften 6, um diese elektrisch zu kontaktieren. Das Kunststoffmaterial 28 ist im Bereich der entsprechenden Enden der Steckerstifte 6 in einer Isolierhülse 26 als Steckereinsatz 5 aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff-

material angeordnet, wobei die entsprechende Isolierhülse 26 auch die zugeordneten Enden der Steckerstifte 6 umgibt und voneinander elektrisch isoliert.

Die Steckerstifte 6 erstrecken sich von der Isolierhülse 26 in Richtung zum freien Ende 25 des Steckergehäuses 4. Dort enden sie bündig mit dem freien Ende 25.

Der Steckbuchsenteil 3 weist eine Außenhülse 10 als Steckbuchsengehäuse 7 auf. Diese Außenhülse 10 weist auf ihrer Hülseninnenseite 17, siehe auch Figur 2, ein Innengewinde 14 auf, das sich von einem Aufschraubende 15 bis zu einem Metallring 19 erstreckt. An seinem dem Aufschraubende 15 gegenüberliegenden Ende weist die Außenhülse 10 einen radial nach Innen vorstehenden Ringflansch auf, der zur drehbaren Lagerung der Außenhülse 10 relativ zum Buchseneinsatz 8 dient. Dieser Buchseneinsatz 8 ist aus einem Kunststoffmaterial gebildet und sowohl mit Einsteckbuchsen 9 als auch den elektrischen Kontaktierelementen 16 für diese Buchsen dicht und druckfest vergossen. Im Bereich des Metallrings 19, siehe auch Figur 2, weist der Buchseneinsatz 8 an seiner Außenseite 18 einen radial nach außen vorstehenden Ringflansch 22 auf. Mit diesem ist eine Unterseite 23 des Metallrings 19 in Anlage. Der Metallring 19 ist im Wesentlichen T- förmig mit einem horizontalen T-Steg 20 und einem vertikalen T-Steg 21. Der horizontale T-Steg 20 weist die entsprechende Unterseite 23 auf und der vertikale T-Steg 21 ist zur Befestigung am Buchseneinsatz 8 ebenfalls von dem entsprechenden Kunststoffmaterial umgössen.

Zwischen der Hülseninnenseite 17 und der Oberseite des horizontalen T-Stegs 20 ist ein zweiter Spalt 12 und zwischen Außengewinde 24 des Steckerteils 2 bzw. des Steckergehäuses 4 und dem Innengewinde 14 der Außenhülse 10 ist ein erster Spalt 11, siehe wiederum Figur 2, gebildet. Die beiden Spalte werden in beiden Fällen durch entsprechende metallische Oberflächen begrenzt und verhindern einen Durchbruch eines im Inneren des Steckverbinders 1 gegebenenfalls auftretenden Funkens. Dadurch ist der erfindungsgemäße Steckverbinder in explosionsgefährdeten Bereichen einsetzbar, wobei die Spalte 11, 12 die Kriterien für druckfeste Kapselung d oder erhöhte Sicherheit e erfüllen.

Innerhalb des Buchseneinsatzes 8 sind im Vergleich zu den Steckerstiften 6 in entsprechender Anzahl und Anordnung Einsteckbuchsen 9 angeordnet. In diesen münden Innenbohrungen 31 des Buchseneinsatzes 8, die in Richtung zu den Steckerstiften 6 geöffnet sind.

In Figur 2 sind die Steckerstifte 6 zumindest in diese Innenbohrungen 31 eingesetzt, ohne dass bereits ein elektrischer Kontakt zwischen Steckerstiften 6 und Einsteckbuchsen 9 hergestellt ist. In dieser teilweise eingesteckten Stellung von Steckerteil 2 und Steckbuchsenteil 3 sind die entsprechenden Spalte 11 und 12 bereits gebildet, ohne dass schon ein Strom fließt.

Die Verbindung von Steckerteil 2 und Steckbuchsenteil 3 erfolgt durch die als Schraubhülse 13 ausgebildete Außenhülse 10, die mittels ihres Innengewindes 14 auf das Außengewinde 24 des Steckergehäuses 4 aufgeschraubt ist. Erst beim weiteren Aufschrauben der Schraubhülse 3 auf Steckergehäuse 4 folgt eine weitere Annäherung von Steckerstiften 6 und Einsteckbuchsen 9 bis schließlich die Enden 30 der Steckerstifte 6 in Kontakt mit den metallischen Einsteckbuchsen 9 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung geraten. Nach vollständigem Aufschrauben sind dann die Steckerstifte soweit wie möglich in die Einsteckbuchsen 9 eingeschoben. Das Einstecken kann bis zur Anlage des freien Endes 25 mit dem radial nach außen vorstehenden Ringflansch 22 bzw. dem Metallring 19 erfolgen. Dazu erstreckt sich das Innengewinde 14 der Schraubhülse 13 entsprechend vom Aufschraubende 15 bis in etwa zum Metallring 19.

Der Buchseneinsatz 8 ist ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial gebildet, das dicht und druckfest um die Einsteckbuchsen 9 und um die zugehörigen elektrischen Kontaktierelemente 16 in Form beispielsweise eines Kabels gegossen ist.

Erfindungsgemäß besteht die Möglichkeit, auch ohne Spannuπgsfreischaltung mittels des erfindungsgemäßen explosionsgeschützten Steckverbinders eine elektrische Verbindung zwischen Steckerteil und Steckbuchsenteil insbesondere zu trennen, ohne dass Fachkräfte zum Trennen solcher Verbindungen herangezogen werden müssen. Dazu ist sichergestellt, dass vor Herstellen bzw. nach Trennen der elektrischen Verbindungen zwischen Steckerstiften und Einsteckbuchsen bereits eine Verbindung zwischen den entsprechenden Gehäusen der Steckverbinderteile hergestellt ist oder noch vorhanden ist, wobei nur über den ersten und den zweiten Spalt ein Kontakt vom Inneren des Steckverbinders zur Außenseite des Steckverbinders vorliegt, während alle weiteren Teile des Steckverbinders dicht und druckfest durch entsprechendes Kunststoffmaterial gekapselt sind.

Ein Zusammensetzen des Steckverbinders erfolgt dabei im ersten Schritt mittels zweier Gewinde, die ineinander verschraubt werden. Durch dieses Verschrauben entsteht eine druckfeste Kapselung des Raumes, in dem die Kontaktelemente angeordnet sind. Durch Weiterdrehen erfolgt die Kontaktierung an Stift und Buchsen. Dabei eventuell entstehende Lichtbögen können die gegebenenfalls im Inneren der Kapselung vorhandenen Gase entzünden, aber durch die definierten Spalte und die mechanische Stabilität der druckfesten Kapselung wird die Zündung der umgebenden gashaltigen Atmosphäre verhindert.