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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Gehäuse mit Durchführungen, in explosionsgeschützter Ausführung, insbesondere mit Durchführungen für Leiter, vorzugsweise elektrische Leiter, sind aus dem Stand der Technik bekannt und bieten einen Explosionsschutz durch Beschränkung der Explosionsauswirkung. D.h., dass die Auswirkungen einer Explosion – z.B. durch eine druckfeste Bauweise der explosionsgefährdeten Bauteile – auf ein ungefährliches Maß eingeschränkt wird. Teile, die eine explosionsfähige Atmosphäre zünden können, sind deshalb in ein Gehäuse eingeschlossen, das bei der Explosion eines explosionsfähigen Gemisches im Innern deren Druck aushält und eine Übertragung der Explosion auf die das Gehäuse umgebende Atmosphäre verhindert.
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Für das Inverkehrbringen bzw. für die Zertifizierung solcher Gehäuse sind entsprechende Vorschriften und definierte Testprozeduren zu beachten, mit dem die Wirksamkeit der explosionshemmenden Wirkung der in Rede stehender Gehäuse nachzuweisen ist. Bei den Gehäusen nach dem Stand der Technik ist insbesondere die Druckprüfung aufwendig, da das Gehäuse dazu an seinen oftmals sehr vielen verschiedenen Öffnungen verschlossen werden muss.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, dieses Problem zu beheben.
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Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem durch das Verfahren des Anspruchs 1.
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Durch das Verfahren wird in besonders vorteilhafter Weise eine Druckprüfung am noch nicht fertigbearbeiteten Gehäuse vorgenommen, bevor eine Vielzahl von Durchführungen an ihm fertigbearbeitet werden, was die Druckprüfung erleichtert, da das Gehäuse nicht im Bereich der Durchführungen bzw. von deren Gehäusebohrungen abzudichten ist.
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Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
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Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1: eine Vorderansicht eines Gehäuses mit Durchführungen für elektrische Leiter in explosionsgeschützter Ausführung;
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2 eine Ausschnittsvergrößerung im Schnitt des Gehäuses nach 1 im Rohgußzustand, bzw. mit vorgefertigten Kernbohrungen inklusive Zentrierung für Innengewinde;
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3 eine weitere Ausschnittsvergrößerung im Schnitt des Gehäuses nach 1 mit fertig geschnittenen Gewindebohrungen bzw. mit fertig geschnittenen Gewindebohrungen und eingebrachter Zugangsbohrung zur Durchführung von Kabeln, elektrischen Leitern, Lichtleitern oder dergleichen;
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4 eine weitere Ausschnittsvergrößerung im Schnitt des Gehäuses nach 1 mit fertig geschnittenen Gewindebohrungen und eingebrachter Zugangsbohrung zur Durchführung von Kabeln, elektrischen Leitern, Lichtleitern oder dergleichen;
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5 eine Ausschnittsvergrößerung der 4, in der insbesondere eine Schutzvorrichtung gegen Beschädigung beim Bohren einer Zugangsbohrung für das geschnittene Gewinde gezeigt ist.
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Im Folgenden werden die 1 bis 5 beschreiben.
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Die 1 bis 5 zeigen Verfahrensschritte zur Fertigung eines erfindungsgemäßen Gehäuses 2, wobei prinzipiell in einer Figur mehr als ein Verfahrensschritt dargestellt sein kann.
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Eine zusammengefasste Darstellung der Fertigungsschritte von Gehäuserohteil bis zu einer Kernlochbohrung 8 mit Gewinde 10 und Zugangsbohrung 11 hinsichtlich ihrer Reihenfolge erfolgt nach der Beschreibung der Figuren.
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In 1 ist ein Gehäuse 1 zur Verbindung von datensignal- oder leistungsführenden Leitern in explosionsgefährdeten Bereichen dargestellt.
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Das Gehäuse 1 weist eine behälterförmige Grundgeometrie, beispielsweise zur Aufnahme von Kontaktelementen, auf und ist einseitig – hier beispielhaft in Bezug auf die Zeichenblattebene der 1 an der Oberseite – offen ausgeführt. Die Gehäusewandung 2 endet an der offenen Seite 3 in einer flanschartigen Geometrie 4. Die flanschartige Geometrie 4 dient als Auflagefläche 5 eines Verschlussdeckels (nicht dargestellt) bzw. einer Dichtung (nicht dargestellt). Zur Befestigung eines Verschlussdeckels bzw. einer Dichtung sind in die flanschartige Geometrie 4 Gewindebohrungen 6 (hier nicht dargestellt) senkrecht zur Auflagefläche 5 eingebracht.
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Die Gehäusewandung 2 weist ferner einen oder mehrere dom- bzw. zapfenartige Vorsprünge 7 auf, der bzw. die stoffschlüssig durch einen Gießvorgang – insbesondere durch einen Druckgießvorgang – in einem Arbeitsgang mit dem Gehäuse 1 hergestellt ist, so dass sich insgesamt ein einstückiges Gehäuse 2 ergibt.
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Die dom- oder zapfenartigen Vorsprünge 7 können auch am Deckel oder am Boden des Gehäuses 1 angeordnet werden oder an der Gehäusewandung 2 so angeordnet sein, dass sie sich in den Gehäuseinnenraum erstrecken (hier nicht dargestellt).
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In 2 ist ein Ausschnitt des Gehäuses 1 vergrößert im Schnitt dargestellt. Das Gehäuse weist eine Gehäusewandung 2 mit gleichbleibender Wandstärke W auf. Ein dom- bzw. zapfenartiger Vorsprung 7 weist eine Kernlochbohrung 8 mit Zentrierung 9 auf, während ein weiterer dom- bzw. zapfenartiger Vorsprung 7 noch unbearbeitet ist. In diesem Zustand oder alternativ im Rohgußzustand ist eine Druckprüfung des Gehäuses 1 möglich, da die Gehäusewandung 2 noch keinerlei Durchbrüche aufweist. Die Vorsprünge 7 mit den Durchbrüchen (Kernlochbohrung 8 plus Zugangsbohrung 11) bilden jeweils die (Wand-)Durchführungen.
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Die dom- bzw. zapfenartigen Vorsprünge 7 können in besonders vorteilhafter Weise standardisiert werden oder alternativ je nach Anforderung in Position auf der Gehäusewandung 2 bzw. Außendurchmesser A individuell bemessen werden. Vorteilhafterweise können die Durchmesser der Kernlochbohrungen 8 unterschiedlich gestaltet sein. Die Durchmesser der Kernlochbohrungen 8 haben dabei keinerlei Auswirkungen auf die Wandstärke W der Gehäusewandung 2, da die Anordnung der Kernlochbohrungen 8 in den dom- bzw. zapfenförmigen Vorsprüngen 7 eine für das erfolgreiche Bestehen der Druckprüfung üblicherweise erforderlichen Verstärkung der Gehäusewandung 2, z.B. in Form einer im Bereich der Kernlochbohrung 2 erhöhten Wandstärke W oder in einer durchgehend verstärkten Wandstärke W überflüssig macht.
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Darüber hinaus wird eine erhöhte Kerbwirkung durch lokale Wandstärkeaufdickungen vermieden, die als mögliches Rissinitial bei einer Druckprüfung regelmäßig erhöhte konstruktive Aufmerksamkeit erfordern. Durch die Einführung der dom- bzw. zapfenförmigen Vorsprünge 7 kann so die Wandstärke des Gehäuses optimiert und insgesamt Gehäusewerkstoff eingespart werden.
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In 3 ist ein weiterer Ausschnitt des Gehäuses 1 vergrößert im Schnitt dargestellt. In 3 weisen die Kernlochbohrungen 8 Gewinde 10 auf. Darüber hinaus ist beispielhaft eine Kernlochbohrungen 8 mit einem Gewinde 10 versehen und mit einer Zugangsbohrung 11 erweitert. Die Gewinde 10 können korrespondierend zu den Kernlochbohrungen unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Die Gewinde 10 können z.B. als metrisches Gewinde, als National Pipe Thread (NPT-Gewinde), als Panzerrohr-Gewinde (PG) oder in einer für den jeweiligen Anwendungsfall sinnvollen Weise ausgeführt sein. Durch die Zentrierung 9 kann die Zugangsbohrung 11 in besonders einfacher und vorteilhafter Weise konzentrisch zur Kernlochbohrung 8 erfolgen.
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In 4 wird gezeigt, wie eine vorgefertigte Kernlochbohrung 8 mit Zentrierung 9 (hier nicht dargestellt) und Gewinde 10 um eine Zugangsbohrung 11 durch Bohren erweitert wird. Dazu wird zunächst das Gewinde 10 mit einem Gewindeschutz 12 vor Beschädigung – z.B. durch Bohrspäne – geschützt. Danach wird mit einem herkömmlichen Spiralbohrer die Zentrierung 9 am Grund der Kernlochbohrung 8 ausnutzend die Zugangsbohrung 11 zum Gehäuseinneren gefertigt. In 5 wird dies vergrößert dargestellt. Insbesondere der Gewindeschutz 12 ist in 5 gut erkennbar.
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Zur Herstellung eines entsprechenden Gehäuses 1 mit Durchführungen (eine Wanddurchführung wird jeweils aus einem Dom nebst vollständiger(n) wanddurchdringender(n) Bohrung(en) gebildet) wird folgendes Verfahren angegeben:
Zunächst wird ein Rohteil eines Gehäuses 1 – insbesondere zur Verbindung und/oder zum Anschluss – elektrischer Leiter – in explosionsgefährdeten Bereichen durch einen Urformprozess, z.B. durch Druckgießen einer Metalllegierung hergestellt. Das Rohteil des Gehäuses weist vorzugsweise eine über die gesamten Gehäusewand 2 quasi gleichbleibende Wandstärke W auf. An der Gehäusewand 2 weist das Gehäuse mehrere dom- bzw. zapfenartige Vorsprünge 7 auf, die beim Druckgießvorgang ausgeformt werden, so dass ein einstückiges Rohteil entsteht.
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Vorzugsweise erfolgt nun eine Druckprüfung des Gehäuses 2. Dazu kann das Gehäuse 2 an seiner offenen Seite 3 mit Gewindebohrungen 6 versehen werden, in die entsprechende Befestigungsschrauben eingreifen, mit denen sich ein Deckel auf der offenen Seite befestigen lässt, der vorzugsweise zur Druckprüfung auf dem Grundteil befestigt wird. Es ist vorteilhaft, dass bei der Druckprüfung die Kernlochbohrungen noch nicht vorhanden sind bzw. dass die Gehäusewände noch ihre volle Wandstärke aufweisen, denn derart müssen die Bohrungen nicht für die Druckprüfungen relativ aufwendig verschlossen werden.
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In einem folgenden Verfahrensschritt werden in die dom- bzw. zapfenförmigen Vorsprünge 7 Kernlochbohrungen 8 mit Zentrierungen 9 durch ein spanendes Trennverfahren, wie z.B. Bohren bzw. Aufbohren eingebracht.
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In einem folgenden Verfahrensschritt wird in die Kernlochbohrung 8 mit Zentrierung 9 Gewinde 10 geschnitten und anschließend das Gewinde 10 mit einem Gewindeschutz 12 gegen Beschädigung geschützt.
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In diesem Zustand werden in einem weiteren und ggf. finalen Verfahrensschritt vorbereitete Kernlochbohrungen 8, mit Zentrierungen 9, Gewinde 10 und Gewindeschutz 12, die als Zugang zum Gehäuseinneren genutzt werden sollen, mit einer Zugangsbohrung 11 versehen, so dass entsprechende Kabelverschraubungen in die Kernlochbohrungen 12 eingeschraubt werden, über die Leiter bzw. Kabel in das Innere des Gehäuses 2 verlegt werden.
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Derart muss am Einsatzort das vorkonfektionierte Gehäuse 2 lediglich mit Leiter bzw. Kabel und entsprechenden Verschraubungen versehen werden.
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Darüber hinaus ist es nicht unbedingt vorgesehen, dass sämtliche Kernlochbohrungen 8 mit einer Zugangsbohrung 11 versehen werden. Es ist auch möglich, dass im jeweiligen Einsatzfall des Gehäuses 1 Kernlochbohrungen 8 mit Gewinde 10 nicht mit Zugangsbohrungen erweitert werden. Solche vorbereiteten, aber zunächst für einen Zugang ungenutzten Kernlochbohrungen 8 mit Gewinde 10 können mit einem geeigneten Gewindeschutz 12 vor Beschädigung des Gewindes 10 geschützt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuse
- 2
- Gehäusewandung
- 3
- Offene Seite
- 4
- Flanschartige Geometrie
- 5
- Auflagefläche
- 6
- Gewindebohrrung
- 7
- Dom- bzw. zapfenartiger Vorsprung
- 8
- Kernlochbohrung
- 9
- Zentrierung
- 10
- Gewinde
- 11
- Zugangsbohrung
- 12
- Gewindeschutz
