BOCK, Joachim (Vincenesstr. 5, Castrop-Rauxel, 44577, DE)
Druckfest gekapseltes elektrisches Gerät
Patentansprüche
1. Druckfest gekapseltes elektrisches Gerät für den Einsatz in explosionsgefährdeten Umgebungen, das über eine auswechselbare Stromversorgung verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgung in Form von Akkumulatorzellen (12) in einem druckfest gekapselten Gehäuse (1) angeordnet ist, welches so in eine der Gehäuseform komplementäre Aufnahme (3) im Gerät einsetzbar ist, dass Gerät und Gehäuse (4) in betriebsbereitem Zustand eine druckfest gekapselte Einheit bilden und im Innern des Gehäuses (1) eine die Stromversorgung aktivierbare bzw. deaktivierbare Schaltvorrichtung (7, 8) vorgesehen ist, die von einem stationär in der Aufnahme (3) im Gerät angeordneten Schaltglied (5) erst dann betätigbar ist, wenn der betriebsbereite Zustand hergestellt ' ist .
2. Druckfest gekapseltes elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung eine federgelagerte Kontaktplatte (7) zum öffnen und Schließen des Stromkreises aufweist und das stationäre Schaltglied (5) ein die Kontaktplatte verschiebender Stößel ist.
3. Druckfest gekapseltes elektrisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung der Kontaktplatte (7) durch Translationsbewegung des Gehäuses (1) relativ zum Gerät bewirkt ist.
4. Druckfest gekapseltes Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewirkung der Translationsbewegung ein das Gehäuse (1) verschließender, mit einem Außengewinde (20) versehener verdrehbarer Deckel (2) vorgesehen ist, der bei Herstellung der Betriebsbereitschaft die druckfeste Kapselung der Gehäuse- Gerätekombination bildet, wobei das Außengewinde (20) des Deckels (2) mit einem den Eingang der Aufnahme (3) bildenden Innengewinde (21) zusammenwirkt .
5. Druckfest gekapseltes elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahme (3) im Gerät Stifte (4-6) vorgesehen sind, die in komplementären Kanälen (17, 18, 19) im Gehäuse geführt sind. |
Druckfest gekapseltes elektrisches Gerät
Die Erfindung betrifft ein druckfest gekapseltes elektrisches Gerät für den Einsatz in explosionsgefährdeten Umgebungen, das über eine auswechselbare Stromversorgung verfügt.
Explosionsgefährdete Umgebungen können z.B. der Steinkohlebergbau untertage sein, aber auch Raffinerien, Siloanlagen u. ä..
In diesen Umgebungen werden Geräte benutzt, die eine Stromversorgung auf Akkumulatorbasis aufweisen.
Das können beispielsweise bei der Markscheiderei im untertägigen Bergbau benutzte Laserscanner oder andere Geräte sein oder auch beispielsweise Alarmanlagen etc..
Lässt die Akkumulatorleistung nach, muss diese Stromversorgung gewechselt werden, so dass das Gerät betriebsbereit bleibt.
Desweiteren können durch diese Vorrichtung Geräte in explosionsgefährdeten Umgebungen ausgeschaltet, der Akku gewechselt und wieder in Betrieb genommen werden.
Beim Auswechseln ist es jedoch erforderlich, da die druckfeste Kapselung zeitweise aufgehoben wird, dass keine elektrischen Zündfunken entstehen können. Das Gerät muss daher schon vor dem endgültigen Austausch stromlos sein.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein druckfest gekapseltes elektrisches Gerät der eingangs genannten Art so auszubilden, dass weder beim Einbau noch beim Ausbau der Stromversorgung die oben genannten Gefährdungen auftreten können.
Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäß den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 dadurch, dass die Stromversorgung in Form von Akkumulatorzellen in einem druckfest gekapselten Gehäuse angeordnet ist, welches so in eine der Gehäuseform komplementäre Aufnahme im Gerät einsetzbar ist, das Gerät und Gehäuse in betriebsbereitem Zustand eine druckfest gekapselte Einheit bilden und im innern des Gehäuses eine die Stromversorgung aktivierbare bzw. deaktivierbare Schaltvorrichtung vorgesehen ist, die von einem stationär in der Ausnehmung im Gerät angeordneten Schaltglied erst dann betätigbar ist, wenn der betriebsbereite Zustand hergestellt ist. D.h., dass das zu versorgende Gerät erst dann an den Stromkreis der Stromversorgung effektiv angeschlossen ist, wenn die druckfeste Kapselung der Kombination aus Gerät und Gehäuse vollendet ist. Im umgekehrten Fall muss sichergestellt sein, dass bereits beim Beginn des Ausbaus, also des Aufhebens der druckfesten Kapselung, der Stromkreis unterbrochen ist.
Das Gehäuse für die Stromversorgung besteht aus einem druckfesten Zylinder, der in eine ebenfalls zylindrische Aufnahme im Gerät eingeschoben wird. Beim Einschieben kommt das stationär im Gerät angeordnete Schaltglied mit der im Gehäuse angeordneten Schaltvorrichtung in Kontakt. Erst wenn das Stromversorgungsgehäuse so im Gerät fixiert ist, dass die druckfeste Kapselung hergestellt ist, wird über das stationäre Schaltglied die Schaltvorrichtung aktiviert und der Stromkreis geschlossen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass die Schaltvorrichtung eine federgelagerte Kontaktplatte zum öffnen und Schließen des Stromkreises aufweist und das stationäre Schaltglied ein die Kontaktplatte verschiebender Stößel ist.
Durch die Translationsbewegung des Gehäuses relativ zum Gerät beim Einführen bzw. Ausführen des Akkumulatorgehäuses,, trifft der Stößel auf die Kontaktplatte und verschiebt diese gegen die Kraft einer Feder auf zwei Kontaktstifte zu. Erst in der Endstellung des Gehäuses im Gerät wird dann der Stromkreis geschlossen.
Die Translationsbewegung wird dabei gemäß Anspruch 4 dadurch bewirkt, dass ein das Gehäuse verschließender, mit einem Außengewinde versehener drehbarer Deckel vorgesehen ist, der bei Herstellung der Betriebsbereitschaft die druckfeste Kapselung der Gehäuse- Gerätekombination bildet, wobei das Außengewinde des Deckel mit einem den Eingang der Ausnehmung im Gerät bildenden Innengewinde zusammenwirkt.
Durch Hereinschrauben des Gewindedeckels in die Geräteöffnung wird die Auswechselstromversorgung, d.h. das Gehäuse, in die Endposition innerhalb der Haupteinrichtung gedrückt. In der Haupteinrichtung (dem Gerät) befinden sich gemäß Anspruch 5 Führungsstifte, die in komplementären Kanälen im Gehäuse geführt sind. Somit kann sich das Akkumulatorgehäuse im Ein- oder Ausbauvorgang nicht verdrehen, wenn der Gewindedeckel in seine Endposition eingeschraubt wird.
Die Kontaktplatte, die mittels des Stößels auf die zwei Kontaktstifte zu bewegt wird, betätigt dabei zwei in Reihe geschaltete Schaltkontakte, die die Versorgungsspannung des
innen liegenden Akkumulators an die Außenkontakte durchschalten.
Die Länge des Betätigungsstößels ist exakt so bemessen, dass im Einbauvorgang die Schaltkontakte erst dann geschlossen werden, wenn der Gewindedeckel ein Stück weit hinein geschraubt ist und über die erforderliche Länge des Gewindespalts die druckfeste Kapselung des Geräts sicher stellt.
Umgekehrt werden die Schaltkontakte auf jeden Fall geöffnet, bevor die druckfeste Kapselung des Gerätes durch Herausdrehen des Gewindedeckels aufgehoben wird.
Die Erfindung wird im folgen anhand von Zeichnungen dargestellt und erläutert .
Es zeigen:
Fig. 1 Stromversorgungsgehäuse in Schnittansicht
Fig. 2 Schnitt durch die Aufnahme für das Akkumulatorgehäuse im zu versorgenden Gerät
Fig. 3 Akkumulatorgehäuse im eingebauten Zustand
In der Figur 1 ist im Schnitt ein Gehäuse für eine Stromversorgung, in diesem Fall Akkumulatorzellen 12, dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehen.
Es handelt sich um ein zylindrisches Gehäuse in druckfester Kapselung. In dem Gehäuse 1 befindet sich eine Schaltvorrichtung, die aus einer in etwa pilzförmigen Kontaktplatte 7 und zwei Kontaktstiften 8 besteht, wobei die Kontaktplatte 7 gegen die Kraft einer Feder 9 gegen die
Kontaktstifte 8 andrückbar ist. Von den Kontaktstiften 8 geht einerseits eine elektrische Verbindungsleitung 13 zu den Akkumulatorzellen 12 und andererseits zu einem Kontaktstift 14. Vom zweiten Kontaktstift 15 führt eine elektrische Leitung 16 zur Akkumulatorzelle 12. Die Kontaktstifte 14 und 15 befinden sich am Boden jeweils einer Bohrung 17 im Gehäuse 1. Auch die Kontaktplatte 7 befindet sich am Ende einer im Gehäuse 1 befindlichen kanalförmigen Bohrung 18. Schließlich befindet sich im Gehäuse 1 mindestens eine weitere kanalförmige Bohrung 19, deren Bedeutung im Zusammenhang mit der Figur 2 erläutert werden.
Schließlich verfügt das Gehäuse 1 über einen mit Außengewinde 20 versehenen Deckel 2, der drehbar auf der Stirnseite des Gehäuses 1 gelagert ist.
Komplementär zur Ausgestaltung des Gehäuses 1 ist -wie in Figur 2 dargestellt- im mit elektrischer Energie zu versorgendem Gerät eine Aufnahme 3 vorgesehen, die eine zylindrische Innenwandung aufweist sowie öffnungsseitig ein Innengewinde 21. Komplementär zu den kanalförmigen Bohrungen 17, 18 und 19 im Gehäuse 1 befinden sich am Boden der Aufnahme 3 in die Bohrungen 17 bis 19 passende Stifte 6, 5 und 4.
Die Stifte 6 stellen den elektrischen Kontakt zwischen den Akkumulatorzellen 12 und dem zu betreibenden Gerät her.
Der Stift 5 ist ein Stößel, der innerhalb des Kanals 18 beim Einsetzen des Gehäuses 1 in die Aufnahme 3 die Kontaktplatte 7 gegen die Kraft der Feder 9 auf die Kontaktstifte 8 drückt.
Der Stift 4 wird in der Bohrung 19 geführt, damit beim Einschrauben des Deckels 2 mit seinem Außengewinde 20 in das
Innengewinde 21 der Aufnahme 3 ein Verdrehen des Gehäuses 1 selbst vermieden wird.
In der Figur 3 schließlich ist der Einbauzustand dargestellt, wobei der Deckel 2 zum einen für das Schließen des Stromkreises gesorgt hat und zum anderen für die Herstellung der druckfesten Kapselung des Gesamtgerätes.
Die Länge des Stößels 5 ist dabei exakt so bemessen, dass im Einbauvorgang die Schaltkontakte 8 erst dann geschlossen werden, wenn der Deckel 2 ein Stück weit hineingeschraubt ist und über die erforderliche Länge des Gewindespaltes die druckfeste Kapselung sichergestellt ist.
Umgekehrt werden die Schaltkontakte 8 auf jeden Fall geöffnet, bevor die druckfeste Kapselung der Haupteinrichtung durch Herausdrehen des Deckels 2 aufgehoben wird.
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