DE20013819U1

DE20013819U1 - Explosionsgeschützte Verbindungsvorrichtung

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Publication number: DE20013819U1
Application number: DE20013819U
Authority: DE
Original assignee: CEAG Sicherheitstechnik GmbH
Current assignee: Cooper Crouse Hinds GmbH
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2001-12-20
Anticipated expiration: 2010-08-11
Also published as: WO2002013325A1; EP1307950A1; DE50114338D1; EP1307950B1; NO20030633L; NO323958B1; NO20030633D0; ATE408906T1

Description

GRÜNECKER KINKELDEY STOCKMjMjTgc

ANWALTSSOZjifj/

GKS & S MAXIMIUANSTRASSE 58 D-80538 MÜNCHEN GERMANY

Deutsches Patent- und Markenamt

Zweibrückenstr. 80297 München

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	DR. DANIELA KINKELDEY	(-1996)
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EN/OUR REF.		DATUM / DATE
■829/il	10	.08.2000

Anmelder:

CEAG SICHERHEITSTECHNIK GmbH Senator-Schwartz-Ring 26 59494 SOEST

"Explosionsgeschützte Verbindungsvorrichtung"

GRÜNECKER KINKELDEY ;

STOCKMAIR & SCHWANHÄUSSER· MAXIMIUANSTR. 58 ··

D-80538 MÜNCHEN GERMANY

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Explosionsgeschützte Verbindungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine explosionsgeschützte Verbindungsvorrichtung mit Stecker und Steckdose (Steckverbindung), wobei der Stecker ein Steckergehäuse mit wenigstens zwei Kontaktelementen und die Steckdose ein Steckergehäuse mit wenigstens zwei entsprechenden, in diesem angeordneten Einsteckelementen aufweist.

Gegenwärtig werden nur wenige Geräte in explosionsgefährdetem Bereich über eine Steckverbindung aus Stecker und Steckdose mit einer Spannungsquelle verbunden. Statt dessen erfolgt in der Regel die Spannungsversorgung über Klemmkästen, die gleichzeitig auch als Bindeglied zwischen Stammkabel zur Messwarte und Stichleitungen ins Feld dienen.

Sowohl diese Klemmkästen als auch die in explosionsgefährdeten Bereichen bekannten Verbindungsvorrichtungen mit Stecker und Steckdose müssen vorher spannungsfrei geschaltet werden, bevor eine entsprechende Verbindung gelöst werden kann.

Da dies in der Regel nicht einfach durchführbar ist, müssen Fachkräfte zum Trennen solcher Verbindungen herangezogen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine explosionsgeschützte Verbindungsvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass die Trennung der Verbindung in einfacher Weise ohne Spannungsfreischaltung entsprechender Geräte und ohne Hinzuziehen von Fachkräften durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im Zusammenhang mit den Merkmalen des O-berbegriffs des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass Steckergehäuse und Steckdosengehäuse in einer Rückhaltestellung bei bereits voneinander getrennten Kontaktelementen und Einsteckelementen selbsttätig während der Trennung ihrer Verbindung gehalten sind, wobei in der Rückhaltestellung zwischen den Gehäusen und Elementen ein im wesentlichen nach außen abgeschlossener Innenraum gebildet ist.

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Die erfindungsgemäße explosionsgeschützte Verbindungsvorrichtung weist daher zwischen vollständig voneinander getrennter Verbindung und vollständig hergestellter Verbindung eine Zwischenstellung auf, die sogenannte Rückhaltestellung. In dieser sind gerade die Kontaktelemente und Einsteckelemente soweit voneinander getrennt, dass zwischen diesen keine elektrische Verbindung vorhanden ist. Sollte beispielsweise in die Verbindungsvorrichtung ein explosibles Gas oder dergleichen eingedrungen sein, das durch einen gegebenenfalls bei elektrischer Trennung von Kontaktelementen und Einsteckelementen auftretenden Funken entzündet werden könnte, werden Steckergehäuse und Steckdosengehäuse in der Rückhaltestellung gehalten und die mechanische Verbindung wird nicht vollständig gelöst. Dadurch kann sich die Explosion nicht bis zur Außenseite der Verbindungsvorrichtung fortsetzen, wo durch den Zündfunken bei Trennung der Elemente eine größere Explosion und größere Schäden ausgelöst werden könnten.

Außerdem ist der in der Rückhaltestellung zwischen Steckdosengehäuse und Steckergehäuse gebildete Innenraum relativ klein und im wesentlichen nach außen abgeschlossen, so dass höchstens in diesem Innenraum von außen eingedrungenes Gas oder dergleichen durch einen solchen Funken entzündet werden könnte und sich die Explosion aus dem Innenraum nicht zur Außenseite der Verbindungsvorrichtung fortsetzen kann.

Durch diese besondere Sicherheitsmaßnahme bei der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung kann diese ohne Spannungsfreischaltung und ohne Einsatz speziell ausgebildeter Wartungskräfte oder dergleichen gelöst werden.

Die Sicherung von Steckergehäusen und Steckdosengehäuse in der Rückhaltestellung und deren selbsttätige Anordnung in dieser Stelle beim Lösen der Verbindung kann in unterschiedlicher Weise erfolgen. Um die Verbindungsvorrichtung in diesem Zusammenhang einfach und sicher zu gestalten, können Steckergehäuse und Steckdosengehäuse in der Rückhaltestellung miteinander verrastet sein. Dieser Rasteingriff wird selbsttätig beim Lösen der Verbindung von Steckdosen und Stecker hergestellt. Der Rasteingriff ist direkt von Hand oder unter Zuhilfenahme üblicher Werkzeuge in einfacher Weise lösbar.

Ein Beispiel für eine entsprechende Rasteinrichtung ist ein Rastelement am Steckergehäuse und ein Gegenrastelement am Steckdosengehäuse. Hierbei ist zu beachten, dass ein solches Rast- bzw. Gegenrastelement nicht körperlich aus einem Element gebildet sein muss, sondern mehrere Einzelelemente umfassen kann. Das heißt, jedes Rasteinzelelement wird mit jedem Gegenrasteinzelelement in Eingriff geraten, wenn Stecker und Steckdose soweit voneinander gelöst sind, dass die Rückhaltestellung erreicht ist.

Rastelement und Gegenrastelement können auch in umgekehrter Weise am Steckerund Steckdosengehäuse angeordnet sein. Beispiel für solche Rastelemente sind federbeaufschlagte Rastnocken, Rastzungen, andere elastisch auslenkbare Rastelemente oder dergleichen.

Bei einem einfach herstellbaren Ausführungsbeispiel kann das Rastelement ein von einer Innenwand des Steckergehäuses vorstehender Rastvorsprung und das Gegenrastelement eine in einer Außenwandung des Steckdosengehäuses angeordnete Rastvertiefung sein.

Um von Seiten des Steckdosengehäuses her eine Umrandung für den Innenraum zwischen Steckdosengehäuse und Steckergehäuse beim Lösen der Verbindung von Stecker und Steckdose und insbesondere in der Rückhaltestellung zu bilden, kann das Steckdosengehäuse sich mit einem Endabschnitt über die Einsteckelemente hinaus erstrecken. Der Endabschnitt bildet dann eine Abgrenzung des Innenraums.

Um den Aufbau des Steckdosengehäuses bzw. der Steckdose möglichst wenig durch die Anordnung des Gegenrastelementes verändern zu müssen, kann dieses im Endabschnitt ausgebildet sein.

Um beim Verbinden von Stecker und Steckdose möglichst schnell die Kontaktelemente in die Steckdose einführen zu können, können sich die Kontaktelemente im wesentlichen bis zum freien Ende des Steckergehäuses erstrecken.

Um zwischen Steckergehäuse und Steckdosengehäuse einen möglichst kleinen Innenraum in Rückhaltestellung einzuschließen und gleichzeitig diesen besser gegenüber der

Umgebung abdichten zu können, kann sich der Endabschnitt über das Gegenrastelement hinaus in Richtung weg von den Einsteckelementen erstrecken.

Um Stecker und Steckdose auch in ihrer vollständig miteinander verbundenen Stellung ohne zusätzliche Maßnahmen sichern zu können, kann das Rastelement in im wesentlichen vollständig ineinander geschobene Verbindungsstellung von Stecker- und Steckdosengehäuse mit einem zweiten Gegenrastelement in Eingriff sein.

Um den Innenraum weiter zu verkleinem und eine sich durch einen Funken zwischen Kontaktelement und Gegenkontaktelement entlang der Kontaktelemente ausbreitende Explosion zu verhindern, können zu den Kontaktelementen komplementär geformte Führungskanäle im Endabschnitt des Steckdosengehäuses ausgebildet sein, in denen die Kontaktelemente insbesondere zu den Einsteckelementen zünddurchschlagsicher führbar und/oder in denen sie in Rückhaltstellung zumindest teilweise aufgenommen sind.

Neben einem Verrasten von Stecker und Steckdose bzw. der entsprechenden Gehäuse in Rückhaltestellung sind andere Möglichkeiten gegeben, vor einem vollständigen Lösen von Stecker und Steckdose diese in einer Zwischenstellung, d.h. der Rückhaltestellung, zu halten. Ein weiteres Beispiel ist, dass das Steckergehäuse einen relativ zu den Kontaktelementen drehbaren Schraubaufsatz aufweist, der am Steckdosengehäuse in Verbindungsstellung und Rückhaltestellung gehalten ist. Beispielsweise könnte dieser Schraubaufsatz in Verbindungsstellung soweit wie möglich auf das Steckdosengehäuse aufgeschraubt sein und nach Abschrauben bis in Rückhaltestellung eine Sperre oder dergleichen gelöst werden, um den Schraubaufsatz weiter vom Steckdosengehäuse abzuschrauben.

Denkbar ist auch, dass beim Verbinden von Stecker und Steckdose der Schraubaufsatz auf das Steckergehäuse soweit aufschraubbar ist, bis Steckergehäuse und Steckdosengehäuse in Rückhaltestellung angeordnet sind. Der Schraubaufsatz kann dann in Längsrichtung des Steckergehäuses zu diesem verschieblich gelagert sein, so dass das Steckergehäuse aus der Rückhaltestellung bis zur Verbindungsstellung weiter relativ zum Steckdosengehäuse bewegbar ist, wobei es sich gleichzeitig relativ zum Schraubaufsatz bewegt. Beim Lösen der Verbindung ist dann das Steckergehäuse bis zur AnIa-

ge mit dem Schraubaufsatz abziehbar, d.h. es ist in der Rückhaltestellung angeordnet. Erst durch Abschrauben des Schraubaufsatzes können dann Stecker und Steckdose vollständig voneinander gelöst werden.

Ein weiteres Beispiel für einen solchen Schraubaufsatz ist, dass dieser und das Steckdosengehäuse einen Bajonettverschluß bilden. In einer ersten Drehstellung des Bajonettverschlusses kann das Steckergehäuse relativ zum Steckdosengehäuse aus der Verbindungsstellung in die Rückhaltestellung und erst nach einer weiteren Verdrehung des Bajonettverschlusses kann das Steckergehäuse vollständig vom Steckdosengehäuse gelöst werden.

Der Stecker der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung kann jeden sonst üblichen Stecker in explosionsgefährdeten Bereichen ersetzen, wobei erfindungsgemäß keine Spannungsfreischaltung der Verbindungsvorrichtung vor Lösen der Verbindung notwendig ist. Eine bevorzugte Anordnung des Steckers ist am Ende eines Versorgungskabels.

Um den Stecker direkt mit einem Gerät verbinden zu können, kann dieser an einem Ende mit einem Einschraubgewinde versehen sein.

Es besteht die Möglichkeit, dass die entsprechende Steckdose am Ende eines weiteren Kabels angeordnet ist und entsprechend durch Verbinden von Stecker und Steckdose das weitere Kabel und das Versorgungskabel miteinander verbunden werden. Allerdings ist es ebenso möglich, dass die Steckdose direkt an einem explosionsgeschützten Gerät, insbesondere in einer Gerätewandung, angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Stecker direkt am entsprechenden Gerät angesteckt werden.

Je nach Ausführung des anzuschließenden Gerätes oder Systems kann auch der Stecker als sogenannter Gerätestecker fest am Gerät montiert sein. Die Steckdose dann in Ausführung einer Kupplung ist am Versorgungskabel montiert.

Im folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der in der Zeichnung beigefügten Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung im getrennten Zustand von Stecker und Steckdose;

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in einer Rückhaltestellung, und

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung in vereinfachter Darstellung.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung dargestellt. Diese weist einen Stecker 2 und eine Steckdose 3 auf.

Der Stecker 2 ist an einem Ende 25 eines Versorgungskabels 26 angeordnet beziehungsweise mit dem Einschraubgewinde 30 direkt mit dem Gerät verbunden. Er hat ein Steckergehäuse 4, in dem zwei Kontaktelemente 5 ,6 in Form von Kontaktstiften angeordnet und gehalten sind. Die Kontaktelemente 5, 6 erstrecken sich bis im wesentlichen chen zum freien Ende 19 des Steckergehäuses 4.

Am freien Ende 19 und an einer Innenwand 14 des Steckergehäuses 4 ist als Rastelement 12 ein Rastvorsprung 15 angeordnet. Dieser weist in Richtung zum nächst benachbarten Kontaktelement 6.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Rastvorsprung 15 eine Einsetzschräge 27 auf seiner in Richtung Kontaktelement 6 weisenden Seite aufweisen. Durch diese ist ein Aufschieben des Steckers 2 auf die Steckdose 3 erleichtert.

Die Steckdose 3 weist ein Steckdosengehäuse 7 auf, in dem zwei Einsteckelemente 8, 9 angeordnet sind. In diese sind die Kontaktelemente 5, 6 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung einsteckbar.

Das Steckdosengehäuse 7 erstreckt sich mit seinem Endabschnitt 18 über die Einsteckelemente 8, 9 hinaus in Richtung Stecker 2. In dem Endabschnitt 18 sind zwei Führungskanäle 22, 23 gebildet, die von einem freien Ende 29 der Steckdose 3 bzw. des Steckdosengehäuses 7 in Richtung Einsteckelemente 8, 9 verlaufen. In die Führungs-

kanäle 22, 23 sind beim Zusammenstecken von Stecker 2 und Steckdose 3 die Kontaktelemente 5, 6 einsteckbar und in Richtung zu den Einsteckelemente 8, 9 führbar.

In einer Außenwandung 16 des Steckdosengehäuses 7 ist als Gegenrastelement 13 eine Rastvertiefung 17 angeordnet. Diese befindet sich im Endabschnitt 18 und beim dargestellten Ausführungsbeispiel direkt vor den Einsteckelementen 8, 9.

Der Endabschnitt 18 erstreckt sich über die Rastvertiefung 17 in Richtung Stecker 2 um eine Explosionsschutzlänge 28, die im wesentlichen angibt, wie weit die Kontaktelemente 5, 6 in der in Fig. 2 dargestellten Rückhaltestellung 10 noch in den Führungskanälen 22, 23 eingesteckt sind.

In Fig. 2 ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in der oben genannten Rückhaltestellung 10 dargestellt. In dieser Stellung ist der Stecker 2 bzw. das Steckergehäuse 4 teilweise auf die Steckdose 3 bzw. das Steckdosengehäuse 7 aufgeschoben und der Rastvorsprung 15 ist in Eingriff mit der Rastvertiefung 17. In dieser Stellung sind die Kontaktelemente 5, 6 noch nicht in elektrischer Verbindung mit den Einsteckelementen 8, 9 bzw. sind gerade von diesen elektrisch getrennt.

Zwischen Einsteckelementen 8, 9 und Kontaktelementen 5, 6 sowie Steckergehäuse 4 und Steckdosengehäuse 7 ist ein Innenraum 11 gebildet. Dieser ist gegenüber der äußeren Umgebung der explosionsgeschützten Verbindungsvorrichtung 1 im wesentlichen abgedichtet. In den Innenraum 11 kann ein Gas aus dem explosionsgefährdeten Umgebungsbereich der Verbindungsvorrichtung 1 eingedrungen sein. Die Menge des eingedrungenen Gases ist relativ gering und tritt beim Trennen von Kontaktelementen 5, 6 und Einsteckelementen 8, 9 ein Funke zwischen diesen auf, wird höchstens das in diesem Innenraum vorhandene Gas gezündet. Da das Steckergehäuse 4 sich allerdings bei Bewegung aus einer Verbindungsstellung 20, siehe die gestrichelte Darstellung in Fig. 2, bei einer solchen Explosion im Innenraum 11, nur bis in die Rückhaltestellung 10 bewegt, kann einerseits nur eine geringe Menge Gas gezündet werden und andererseits wird sich die Explosion nicht bis in den explosionsgefährdeten Außenbereich der Verbindungsvorrichtung 1 fortsetzen.

Zur Festlegung der Verbindungsstellung 20 ist ein zweites Gegenrastelement 21 in der Außenwandung 16 des Steckdosengehäuses 7 angeordnet.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für insbesondere einen Stecker 2 der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung 1 dargestellt. Dieser Stecker weist außen an seinem Gehäuse einen Schraubring- oder aufsatz 24 auf, der am übrigen Gehäuse insbesondere drehbar relativ zu den Kontaktelementen 5, 6 gelagert ist. Dieser Schraubaufsatz 24 ist in Art eines Bajonettverschlusses auf die Außenwandung 16 aufschraubbar. Dabei weist die Außenwandung 16 des Steckdosengehäuses 7 entsprechend den anderen Teil des Bajonettverschlusses auf. Auch mittels eines solchen Bajonettverschlusses ist es möglich, nach Drehen um einen festgelegten Winkel Stecker und Steckdose aus der Verbindungsstellung 20, siehe Fig. 2, in eine entsprechende Rückhaltestellung 10 zu bewegen. Nach weiterem Drehen insbesondere des Schraubaufsatzes 24 ist dann der Stecker 2 aus der Rückhaltestellung 10 vollständig von der Steckdose 3 abziehbar.

Claims

1. Explosionsgeschützte Verbindungsvorrichtung (1) mit einem Stecker (2) und einer Steckdose (3), wobei der Stecker (2) ein Steckergehäuse (4) mit wenigstens zwei Kontaktelementen (5, 6) und die Steckdose (3) ein Steckdosengehäuse (7) mit wenigstens zwei entsprechenden, in dieser angeordneten Einsteckelementen (8, 9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Steckergehäuse (4) und Steckdosengehäuse (7) bei bereits voneinander elektrisch getrennten Kontaktelementen (5, 6) und Einsteckelementen (8, 9) in einer Rückhaltestellung (10) vor einem vollständigen Lösen ihrer Verbindung selbsttätig gehalten sind, wobei in der Rückhaltestellung (10) zwischen den Gehäusen (4, 7) und Elementen (5, 6; 8, 9) ein im wesentlichen nach außen abgeschlossener Innenraum (11) gebildet ist.

2. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Steckergehäuse (4) und Steckdosengehäuse (7) in der Rückhaltestellung (10) miteinander verrastet sind.

3. Verbindungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rastelement (12) am Steckergehäuse (4) und ein Gegenrastelement (13) am Steckdosengehäuse (7) angeordnet sind.

4. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (12) ein von einer Innenwand (14) des Steckergehäuses (4) vorstehender Rastvorsprung (15) und das Gegenrastelement (13) eine in einer Außenwand (16) des Steckergehäuses (7) angeordnete Rastvertiefung (17) ist.

5. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckdosengehäuse (7) sich mit einem Endabschnitt (18) über die Einsteckelemente (8, 9) hinaus erstreckt.

6. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenrastelement (13) im Endabschnitt (18) ausgebildet ist.

7. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (5, 6) sich im wesentlichen bis zum freien Ende (19) des Steckergehäuses (4) erstrecken.

8. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endabschnitt (18) sich über das Gegenrastelement (13) hinaus in Richtung weg von den Einsteckelementen (8, 9) erstreckt.

9. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastelement (12) in im wesentlichen vollständig ineinander geschobene Verbindungsstellung (20) von Stecker- und Steckdosengehäuse (4, 7) mit einem zweiten Gegenrastelement (21) in Eingriff ist.

10. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu den Kontaktelementen (5, 6) komplementär geformte Führungskanäle (22, 23) im Endabschnitt (18) des Steckdosengehäuses (7) ausgebildet sind, in denen die Kontaktelemente (5, 6) insbesondere zu den Einsteckelementen (8, 9) zünddurchschlagsicher führbar und/oder in denen sie in Rückhaltestellung (10) zumindest teilweise aufgenommen sind.

11. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckergehäuse (4) einen relativ zu den Kontaktelementen (5, 6) drehbaren Schraubaufsatz (24) aufweist, der am Steckdosengehäuse (7) in Verbindungsstellung (20) und Rückhaltestellung (10) gehalten ist.

12. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schraubaufsatz (24) und Steckdosengehäuse (7) einen Bajonettverschluss bilden.

13. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (2) am Ende (25) eines Versorgungskabels (26) angeordnet ist.

14. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stecker (2) an einem Ende mit einem Einschraubgewinde (30) direkt mit einem Gerät verbunden ist.

15. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckdose (3) an einem explosionsgeschützten Gerät, insbesondere in einer Gerätewandung angeordnet ist.

16. Verbindungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckdose (3) als Kupplung ausgebildet und am Ende (25) eines Versorgungskabels (26) angeordnet ist.