DE2112224B2 - Explosionsgeschuetztes gehaeuse - Google Patents

Description

35

Die Erfindung betrifft ein explosionsgeschützt druckfestes Gehäuse für elektrische Betriebsmittel, bestehend aus einem Gehäuseunterteil und einem in dieses unter Ausbildung eines zünddurchschlagsicheren Spaltes eingreifenden zylindrischen Passungsieil eines Deckels.

Die Schutzart »Druckfeste Kapselung d« ist für explosionsgeschützte Gehäuse sehr gebräuchlich. In derartige Gehäuse können nicht explosionsgcschützte Geräte oder allgemein Betriebsmittel zum Einbau kommen. Das Schutzprinzip beruht auf dem Absichern bzw. dem Abkapseln der Zündquelle gegenüber dem das Gehäuse umgebenden explosiblen Gasgemisch. Ein Wärme entwickelndes oder Funken bildendes eingebautes Gerät ist dabei von einer nicht luftdichten Kapselung umgeben, die das Eindringen von explosiblem Gasgemisch erlaubt und dessen Zündung im Innern zuläßt. Die zwischen den einzelnen Teilen des Gehäuses vorhandenen Spaltweiten sind aber so eng und von einer solchen Länge, daß die bei einer inneren Zündung auftretenden Flammen im Spalt so gekühlt werden, daß sie nicht mehr nach außen schlagen können. Auch muß durch entsprechende Maßnahmen verhindert werden, daß Zündpartikeln durch den Spalt das Gehäuse verlassen können.

Spaltenweiten und -längen sind je nach der Explosions- bzw. Druckwirkung der in explosionsgcfährdeten Räumen vorkommenden Gase und Gasgemische festgelegt. Für die höchste Explosionsklasse genügen außerdem nicht mehr nur planliegende Dichtflächen, sondern die Teile einer druckfesten Kapselung müssen zylindrisch ineinandergreifen.

Es treten bei einer solchen Explosion im Innern des Gehäuses erhebliche Drücke auf, die mit dem Volumen des Gehäuses steigen. Sie müssen von Gehäuse und Deckel und den Verbindungsschrauben aufgenommen werden.

Bei kleineren Passungen mit Durchmessern bis ca. 300 mm macht die Einhaltung der durch die vorgeschriebenen Spaltweiten erforderlichen engen Toleranzen in der Fertigung noch keine allzu großen Schwierigkeiten. Auch sind hier durch die auftretenden Druckbeanspruchungen noch keine die Spaltweite wesentlich beeinflussenden Deformationen vorhanden. Werden die Abmessungen jedoch größer, muß mit derartigen Schwierigkeiten gerechnet werden.

Man hat versucht, diesen Schwierigkeiten auf verschiedene Art entgegenzutreten, und zwar vor allem durch entsprechend dicke Wände oder verrippte Gehäuse. Diese Maßnahmen führen aber zu überaus schweren und teuren Gehäusen. Es sind aber auch Ausführungen bekannt, bei denen man jeweils an einem der beiden ineinandergreifenden Passungsteile eine Deformation im Sinne einer Verringerung des Spaltes zuläßt. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß dieses verformbare Teil verhältnismäßig dünnwandig ausgeführt werden muß. Damit wird aber die Bearbeitung unverhältnismäßig erschwert und damit verteuert und die Meßmöglichkeit und damit die Einhaltung der erforderlichen Passung weitgehend in Frage gestellt.

Eine andere Möglichkeit eine Deformation zu vermeiden bzw. auf ein zulässiges Maß einzuschränken besteht darin, die Bodenpartie des Deckels kugelförmig auszubilden. Hier sprechen aber Gründe der Wirtschaftlichkeit und des Platzbedarfs durch die äußeren Abmessungen dagegen. Wenn der innere Raum außerdem infolge dieser Formgebung nicht durch eingebaute Geräte genutzt werden kann, bewirkt er eine Drucksteigerung bei einer inneren Explosion durch Vergrößerung des Volumens. Man ist deshalb oftmals gezwungen, Böden von derartigen Abschlußdeckeln nur leicht gewölbt auszuführen. Ebenso ist man aus Gründen der einfachen Befestigung des Deckels am Gehäuse gezwungen, die zylindrische Partie des Deckels ins Innere des Gehäuses zu verlegen. Würde nun ein derartiger Deckel mit dem Explosionsdruck belastet, so biegt sich die Bodenpartie des Deckels nach außen und drückt infolge einer Hebelwirkung die zylindrische Passungspartie im Sinne einer Vergrößerung des Spalts nach innen.

Bei einem Zylinderdeckel von Kraft- und Arbeitsmaschinen (DT-PS 12 84 763) ist es auch bekannt, das Übergangsmaterial von dem sogenannten Zylinderansatz zum Deckelteil über den ganzen Querschnitt durch zäheres und/oder korrosionsbeständigeres Schweißmaterial zu ersetzen. Sinn dieser Maßnahme ist es, Dauerbrüche in diesem Übergangsbereich zu vermeiden, die auf die Wechselbelastung zurückzuführen sind, wie sie beim Betrieb einer Kolben-Kraft- und Arbeitsmaschine auftreten. Demgemäß soll das den Einsatz bildende Schweißmaterial insbesondere ein hochlegiertes Metall sein, das die Festigkeit und Widerstandsfähigkeit sowie insbesondere die Kerbschlagzähigkeit in dem Übergangsbereich zwischen dem Zylinderansatz und dem Deckelteil derart erhöht, daß die auftretende Wechselbeanspmchung auch über lange Betriebszeiträume aufgenommen werden kann.

Den Austritt von durch eine im Gehäuse auftretende Explosion entstehenden Zündpartikeln hat man bisher durch verschiedene Einlagen am Dichtungsspalt, wie z. B. durch gefederte Dichtlippen, ferner durch Kerben

oder Labyrinthe zu verhindern versucht

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein gegen Zünddurchschlag sicheres druckfestes zwei- oder mehrteiliges Gehäuse für elektrische Betriebsmittel zu schaffen, bei dem die geschilderten Nachteile durch S Anwendung einfacher bearbeitungstechnischer Mittel umgangen werden.

Diese? <st erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel mit seiner Bodenpartie unter dem Explosionsdruck elastisch verformbar ist und am Übergang vom zylindrischen Passungsteil zur Bodenpartie eine elastische Zone aufweist

Damit ist sichergestellt, daß die in der Bodenpartie des Deckels auftretende Deformation nicht auf den zylindrischen passungstragenden und deshalb im wesentlichen starren Teil übertragen wird. Es kann somit die Wanddicke der Bodenpartie so weit herabgesetzt werden, daß durch den Explosionsdruck gerade noch keine bleibende Deformation eintritt. Der zylindrische Passungsteil erfährt dann lediglich eine geringfügige Verformung nach außen im Sinne einer erwünschten Verringerung des Spaltes, die jedoch nach Abklingen einer inneren Explosion wieder elastisch in den Ausgangszustand zurückgeht. Dies ist für die Aufrechterhaltung einer Mindestspaltweite, wie sie zum Zwecke einer leichten Montierbarkeit und Demontage des Deckels erforderlich ist, wichtig.

Bei einstückigen Deckeln wird die elastische Zone durch die Anbringung mindestens einer Ringnut gebildet. Nutzt man die Tatsache des Vorhandenseins einer nach außen angebrachten Ringnut derart, daß man diese so ausbildet, daß sie die geradlinige Spaltfläche des zylindrischen Passungsteiles durch eine etwa auftretende Zündpar'ikel zurückführende Kurve fortsetzt, so werden nach außen strebende Zündpartikeln in ihrem Flug derart umgelenkt, daß sie in das Gehäuse zurückstreben bzw. zumindest vom nach außen führenden Planspalt abgelenkt werden.

Bei einer zweistückigen Ausführung des Deckels, bei der die Bodenpartie und der zylindrische Passungsteil des Deckels, beispielsweise aus Werkstoffgründen, getrennte Teile sind, die durch eine Schweißnaht miteinander verbunden sind, liegt vortei'hafterweise die elastische Zone im Bereiche der Schweißnaht.

Aufgrund dieser Maßnahme kann ein AbschiuCdeckel für ein druckfestes Gehäuse viel leichter und platzsparender, sowie auch in der Form gefälliger gebaut werden. Darüber hinaus wird durch die damit verbundene Verkleinerung de? inneren Volumens eventuell eine Verminderung des Explosionsdruckes erzielt.

In der Zeichnung zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

F i g. 1 ein bekanntes Gehäuse im Schnitt unter Veranschaulichung der Auswirkungen einer inneren Explosion und

F i g. 2 ein Gehäuse gemäß der Erfindung im Schnitt.

Der mit 1 bezeichnete Deckel reicht mit seinem zylindrischen Passungsteil 11 in das Gehäuseunterteil 2, wobei die dadurch gebildete Spaltweite und -länge der VDE-Vorschrift entspricht. Der Deckel ist mittels der Sonderverschlußschrauben 3 an dem Gehäiiseunterteil 2 befestigt. Bei einer im Innern des Gehäuses auftretenden Explosion biegt sich der Deckeiboden, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet, nach außen durch und die damit auftretende Hebelwirkung löst eine Deformation am zylindrischen Passungsteil 11 aus, die. wie gezeichnet, zu einer unzulässigen Spalterweiterung führt.

Fig. 2 zeigt am Übergang vom zylindrischen Passungsteil 11 des Deckels 1 zur Bodenpartie je eine von außen und innen eingestochene Ringnut 13 bzw. 12, wodurch zwischen diesen beiden Teilen des Deckels eine elastische Zone 14 entsteht. Eine im Innern des Gehäuses auftretende Explosion führt zwar auch hier, wie strichliniert angedeutet, zu einer Deformation des Deckelbodens, diese kann sich aber bedingt durch die elastische Zone 14 nicht auf den zylindrischen Passungsteil 11 übertragen.

Um den Austritt von Zündpartikeln aus dem Gehäuse ohne zusätzlichen Aufwand mit Sicherheit auszuschalten, ist die äußere Ringnut 13 so ausgebildet, daß sie die gradlinige Spaltfläche des zylindrischen Passungsteiles 11 durch eine Kurve fortsetzt. Damit werden ankommende Zündpartikeln in Richtung Gehäuseinneres umgelenkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

't Patentansprüche:

1. Explosionsgeschütztes druckfestes Gehäuse für elektrische Betriebsmittel, bestehend aus einem Gehäuseunterteil und einem in dieses unter Ausbildung eines zünddurchschlagsicheren Spaltes eingreifenden zylindrischen Passungsteil eines Deckels, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (1) mit seiner Bodenpartie unter dem Explosions- ίο druck elastisch verformbar ist und am Übergang vom zylindrischen Passungsteil (11) zur Bodenpartie eine elastische Zone (14) aufweist.

2. Explosionsgeschütztes druckfestes Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (1) einstückig ausgeführt ist und die elastische Zone (14) durch mindestens eine Ringnut (12,13) gebildet ist.

3. Explosionsgeschütztes druckfestes Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (13) außen angeordnet und so ausgebildet ist, daß sie die geradlinige Spaltfläche des zylindrischen Passungsteiles (11) durch eine etwa auftretende Zündparlikeln zurückführende Kurve fortsetzt.

4. Explosionsgeschütztes druckfestes Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenpartie und der zylindrische Passungsteil (11) des Deckels (1) getrennte Teile sind, die durch eine Schweißnaht miteinander verbunden sind und daß die elastische Zone (14) im Bereiche der Schweißnaht liegt.