DE10330853A1

DE10330853A1 - Schnappmechanismus für das Befestigen eines Flansches an eine Befehls- oder Meldeeinheit

Info

Publication number: DE10330853A1
Application number: DE2003130853
Authority: DE
Inventors: Sören Heinrich
Original assignee: Weg Industrias Sa Jaragua Do Sul; WEG Industrias SA
Current assignee: Weg Industrias Sa Jaragua Do Sul; WEG Industrias SA
Priority date: 2003-07-09
Filing date: 2003-07-09
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2023-07-10
Also published as: DE10330853B4

Abstract

Ein Schnappmechanismus für das Befestigen eines Flansches mit möglichen elektrischen Komponenten an eine Befehls- oder Meldeeinheit besteht darin, dass ein Schieber 2 sich linear unter Federspannung 16, 17 in einem Flanschgehäuse 14 bewegt. Während des Aufschnappens des Flansches 1 auf einen Schaft 9 eines Befehls- oder Meldegerätes 3 bewegt sich der Schieber 2 von einer ersten in eine zweite Stellung. In der Stellung des fixierten Schaftes 9 sind Vorsprünge 35 und 37 am Schieber 2 auf der einen Halbkreisseite des Loches 41 im Schieber 2 und auf einer zweiten Halbkreisseite des Schaftes 9 in Eingriff mit dem Schaft 9, um eine kippsichere Verbindung zu schaffen, wobei der Flansch 1 in verschiedenen Positionen auf dem Schaft 9 positioniert werden kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schnappmechanismus für das Befestigen eines Flansches für vorzugsweise elektrische Komponenten an eine Befehls- oder Meldeeinheit.

Solche Systeme finden heute weitverbreitete Anwendung in Schaltschränken und als Bedien- oder Signaleinrichtungen in vielen industriellen Bereichen. Diese Systeme zeichnen sich vor allem durch ihren modularen Aufbau aus. Zahlreiche Befehls- und Meldeeinheiten, wie z. B. Druckknöpfe oder Leuchtfelder, finden Anwendung mit unterschiedlichen elektrischen Komponenten wie Lampen oder Kontaktblöcken. Dabei werden stets besagte Einheiten von außen durch eine runde Öffnung an der Schalttafel gesteckt und mittels eines Fixierungsringes welcher ein Gewinde aufweist von der Innenseite her befestigt.

Elektrische Komponenten können an einem Verbindungsteil, Flansch genannt, befestigt und mittels eines Schnappmechanismus an die Befehls- oder Meldeeinheit gekoppelt werden. Solcherlei Systeme sind in der Technik hinreichend bekannt. Das hauptsächliche Wesen besteht in dem einfachen und werkzeuglosen Vorgang des Aufschnappen des Flansches auf den Schaft einer an einer stabilen Wand befestigten Befehls- oder Meldeeinheit.

Beispielsweise ist in US 4,451,720 ein System benannt, bei dem eine Federklemme mit zwei Schenkeln das Fixieren von einem Flansch an eine Steuereinrichtung erlaubt. Um eine gute und feste Verbindung zu ermöglichen, ist eine erhebliche Kraft zum Öffnen der Schenkel während des Einschnappen der Einrichtung nötig und mit erheblichem Verschleiß an den Kontaktstellen verbunden, da eine Metall- Plastik Materialpaarung verwendet wird.

Eine weitere Lösung für die Problemstellung ist aus GB 2 199 992 A bekannt. Im Gegensatz zu dem vorher benannten US-Patent wird für den Flansch nur noch ein Bauteil benötigt, in welchem elastische Materialien benutzt werden. Dabei entsteht das Problem, das sowohl Temperaturschwankungen als auch Ermüdungserscheinungen des Materials erheblichen Einfluss auf die Qualität und Lebensdauer dieses Schnappmechanismus haben.

In EP 0 460 729 B1 wird eine steckbare Befestigungsvorrichtung mit Schnappverriegelung eines rotatorisch arbeitenden Mechanismus vorgeschlagen. Dabei dreht sich ein ringförmiger Hebel während des Einschnappens und gewährleistet nach rückwärtigem Rotieren das Sichern des Schaftes der Befehls- oder Meldeeinheit mittels Vorsprüngen und passender Eingriffe. Dieses vorgeschlagene System hat den Nachteil, dass ein Lösen der Verbindung ebenfalls eine rotatorische Bewegung von einem Benutzer auf den ringförmigen Hebel erfordert. Dies ist insbesondere in komplexen Schaltschränken oder Bedien- und Signaleinrichtungen auf Steuerpanelen mit zahlreichen Kabelverbindungen eine komplizierte Situation. Somit ist ein Austauschen von elektrischen Komponenten oder Steuereinrichtungen schwierig. Des weiteren ist der Prozess während der Fertigung und Montage dieses Flansches dadurch benachteiligt, dass das Federelement im 90° Winkel zur Montagerichtung des Hebels angeordnet ist, was den Montageprozess erschwert.

Bereits in EP 0 105 387 B1 wurde ein Mechanismus für einen Flansch mit einem sich linear bewegenden Schieber offenbart, welcher das Schnappen in einen Schaft einer Steuereinheit ermöglicht. Allerdings ist die Positionierung des Schaftes in nur einer Stellung möglich, um eine gegen Kippen gut gesicherte Verbindung zu schaffen. Die Anwendung dieser Systeme erfordert aber oft auch unterschiedliche Stellungen je nach gewünschter Positionierung der Befehls- oder der Meldeeinrichtungen an der Außenseite einer Montageplatte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Probleme eines Schnappmechanismus eines Flansches mit einer Befehls- oder Meldeeinheit zu verringern und eine einfache, sichere und flexible Lösung zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch die Ansprüche 1 bis 4 angegebenen Merkmale gelöst und nachfolgend näher erläutert.

Ein erstes Ziel dieser Erfindung ist es, einen Schnappmechanismus mit linearer Bedienung zu gestalten, um eine einfache Handhabung in komplexen Systemen zu gewährleisten und somit das einfache Austauschen von Komponenten zu ermöglichen. Dazu bewegt sich ein Schieber linear innerhalb eines Flansches unter Einwirkung eines federnden Elementes bzw. Elementenpaares. Während der Positionierung des Flansches auf den Schaft der Steuereinrichtung bewegt sich dieser Schieber linear elastisch. Nach dem Positionieren des Flansches in der Endposition nimmt der Schieber die ursprüngliche Position ein und ist im Eingriff mit Vorrichtungen am Schaft.

Zum Lösen der Verbindung kann eine Betätigung mittels Hand oder auch durch einen häufig bei Installationsgeräten genutzten Flachkant-Schraubendreher erfolgen.

Ein zweites Ziel dieser Erfindung ist es, eine einfache und sichere Verbindung zwischen Kontroll- oder Meldeeinheit und Flansch zu schaffen. Dabei muss eine sichere Verriegelung des Einrichtungsschaftes gewährleistet sein, was bedeutet, Sicherungspunkte an allen Seiten des Schaftes bereitzustellen, um ein Verkippen zu vermeiden. Dies war ein in linearen Lösungen bisher ungelöstes Problem unter dem Gesichtspunkt der Positionierung des Schaftes in verschiedenen Positionen relativ zum Flansch. Vorliegend ist es möglich, den Flansch in verschiedenen Situation relativ zum Schaft zu positionieren, und jederzeit wird eine sichere Verriegelung gewährleistet.

Als weiteres Ziel innerhalb der Erfindung wird erreicht, dass das federnde Element oder Elementenpaar und der Schieber zur Verriegelung die gleiche Montagerichtung besitzen, was die Fertigung vereinfacht.

Zur Verdeutlichung der Merkmale und Vorteile soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
1: ein prinzipieller Aufbau von Befehls- und Meldegeräten zum Anbau an eine Montageplatte,
2: eine Halbschnitt-Darstellung eines Flansches mit Schaft,
3: einen Schieber
4: eine Schnittdarstellung des Flansches in Verbindung mit dem Schaft der Melde- oder Befehlseinheit.
Die 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau von Befehls- und Meldegeräten zum Anbau an eine Montageplatte 12. Dazu wird die Befehls- oder Meldeeinheit 3 durch eine kreisförmige Aussparung 13 durch eine Montageplatte 12 in Pfeilrichtung gesteckt, nachdem ein möglicher Dichtungsring 4 über einen Schaft 9 der Befehls- oder Meldeeinheit 3 geführt wurde. An der Befehls- oder Meldeeinheit 3 befindet sich eine Nase 19, welche zur eindeutigen Positionierung in einer Aussparung 13 auf der Montageplatte 12 dient. Die Nase 19 ist im Bedarfsfall leicht entfernbar. Mittels eines Sicherungsringes 5 mit einem Innengewinde 11 wird die Befehls- oder Meldeeinheit 3 auf der Gegenseite gesichert, wobei ein Innengewinde 11 im Eingriff mit einem Gewinde 10 auf dem Schaft 9 steht.
Ein Flansch 1, bestehend aus einem Schieber 2 und einem Flanschgehäuse 14, kann nun mit einer Öffnung 15 auf den Schaft 9 der Befehls- oder Meldeeinheit 3 aufgesteckt werden, wobei ein Schnappmechanismus, bestehend aus einem Schieber 2 und zwei Kompressionsfedern 16 und 17, die sichere Verbindung ermöglicht. Auf der Gegenseite des Flansches 1 können in dieser Ausführung bis zu drei verschiedene elektrische Komponenten mittels Aufschnappen befestigt werden. Beispielsweise sind in 1 ein doppelunterbrechender Kontaktblock 6 und ein elektrischer Block 7 mit einer Lampe 18 gezeigt. Mit diesem modularen System ergeben sich vielfältige Kombinationsmöglichkeiten.
Zur Bedeutung weiterer Bezugszeichen wird auf die nachfolgenden Figuren verwiesen, wobei jeweils dieselben Bezugszeichen für dieselben Konstruktionsmerkmale verwendet werden.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Verbindung von Flansch 1 mit dem Schaft 9 der Befehls- oder Meldeeinheit 3, detailliert dargestellt in 2, welche ein Halbschnitt des Flansches 1 entlang der Achse A enthält. Gezeigt ist die Befehls- oder Meldeeinheit 3 mit dem halbgeschnittenem Flansch 1, dem Schieber 2 und der Kompressionsfeder 16. Kontaktflächen 20 dienen zur Aufnahme der elektrischen Komponenten, wie zum Beispiel einem Kontaktblock 6, wobei Kontaktfläche 21 an dem Kontaktblock 6 und dem elektrischen Block 7 das Aufschnappen und das sichere Verbinden ermöglichen. Eine Aussparung 22 am Flansch 1 dient lediglich dem Raumgewinn für elektrische Komponenten und deren mechanischer Schalterkomponenten, wie beispielsweise ein Knopf 23 am Kontaktblock 6. Zur Montage des Flansches 1 werden als erstes die Federelemente 16 und 17 in eine Öffnung 24 mit Fasen 25 zur Erleichterung des Platzieren und damit der automatischen Montage eingeführt. Anschließend wird der Schieber 2 eingeführt. Nachdem die Federelemente 16 und 17 auf eine rückseitige Wand 26 des Flansches 1 treffen, entsteht eine Vorspannung. Zwei Führungspins 27 und 28 des Schiebers 2, welche in 3 dargestellt sind, nehmen die Federn 16, 17 auf. Während der Montage des Schiebers 2 in Richtung X in das Flanschgehäuse 14 dient eine geneigte Gleitfläche 29 am Schieber 2 der Vereinfachung dieses Vorganges, während eine senkrechte Wand 30 am Schieber 2, abgehend vom Scheitelpunkt der geneigten Gleitfläche 29, zur Sicherung des Schiebers 2 in einer Aussparung 31 mit einer Begrenzungswand 32 einer durch die Federn 16 und 17 vorgespannten Stellung. Diese Montage ist möglich durch die Verwendung eines Plastikmaterials für das Flanschgehäuse 14. Somit ist der Flansch 1 montiert, wie in 2 dargestellt.
Der Schaft 9 der Befehls- oder Meldeeinheit 3 hat vier senkrechte Aussparungen 33, jeweils in 90 Grad am Schaft 9 angebracht, welche am Ende winklig auslaufen, wobei Kontaktflächen 34 entstehen. Beim Bewegen des Flansches 1 in Richtung Y, wie mit dem Pfeil gezeigt, kommt es zum Kontakt zwischen besagter Kontaktfläche 34 und einer Kontaktfläche 36 an einem Vorsprung 35 des Schiebers 2 auf einem, betätigungsseitig gesehen, vorderen Sektor II eines Loches 41 für die Aufnahme des Schaftes 2. Außerdem existiert eine ebensolche weitere Kontaktfläche 36 an einem Vorsprung 35 auf der, betätigungsseitig gesehen, anderen Seite des vorderen Sektors II im Loch 41 des Schiebers 2. In einem weiteren, betätigungsseitig gesehen, hinterem Sektor I des Loches 41 im Schiebers 2 existiert eine größere, teilringartige Kontaktfläche 38, welche abgeschrägte, größere Vorsprünge 37 verbindet. Diese Kontaktfläche 38 kommt während erwähnter Bewegung in Kontakt mit einer Fase 39 am Schaft 9. Die Kontaktflächen 36, 38 am Schaft 9 bewirken somit eine kleine Bewegung des Schiebers 2 in X- Richtung, während der Flansch 1 auf den Schaft 9 gedrückt wird. Bei weiterer Bewegung in Y-Richtung befinden sich die Vorsprünge 35 in den senkrechten Aussparungen 33 mit Begrenzungen 43. In dem Moment, wo eine umlaufende Rille 40 am Schaft 9 den Schieber 2 wieder freigibt, bewegt sich dieser durch die Federkraft entgegen der X-Richtung und verriegelt somit den Schaft 9. Das ist die End- Position, wo der Flansch 1 fest mit der Befehls- oder Meldeeinheit 3 verbunden ist. Zusätzlich zu der Verriegelung der Vorsprünge 35 mit der umlaufenden Rille 40 ist auch der größere teilringartige Vorsprung 37 mit in Eingriff. Damit befindet sich sowohl auf der einen Hälfte des Schaftes 9 eine Verriegelung (realisiert durch Vorsprung 37), als auch auf der anderen Seite Verriegelungen. Somit ist eine gegen Verkippen gesicherte Verbindung geschaffen. Dies ist in 4 in der Schnittperspektive von B-B aus 3 dargestellt, wobei die beiden Vorsprünge 37, die an den Enden der teilringartigen Kontaktfläche 38 gebildet sind, auf der Halbseite I des Loches 41 und die nasenartigen Vorsprünge 35, die sich auf der anderen Halbseite II des Loches 41 gegenüber stehen, im Eingriff sind. Durch die Anordnung der senkrechten Aussparungen 33 am Schaft 9 aller 90 Grad zusammen mit der umlaufenden Rille 40 kann die Verbindung in jedem rechten Winkel erfolgen und erlaubt somit eine flexible Positionierung je nach Anwendungsbedarf.
Im Flanschgehäuse 14 existieren weiterhin senkrechte Führungen 45, welche zum Positionieren des Schaftes 9 dienen und außerdem ein Verdrehen dessen verhindern. Eine umlaufende Kante 46 stellt die Begrenzung in Y-Richtung für die Einführung des Schaftes 9 in den Flansch 1 dar.
Zum Freigeben der Verbindung, z. B. bei Veränderungen der Schaltanlagen durch Austauschen von Leuchtfeldern, ist eine Demontage nötig. Dazu kann der Schieber 2 in X-Richtung mittels Finger bewegt werden, oder ein Flachkantschraubendreher kommt in Eingriff mit einer dazu vorgesehenen Aussparung 47.
Das Anwendungsfeld dieser Erfindung ist nicht nur auf Befehls- und Meldegräte beschränkt. Auch eine Nutzung in anderen Verbindungsproblemen zur schnellen Montage und Demontage kann vorgenommen werden.
Bezugszeichenliste

Claims

Schnappmechanismus für das Befestigen eines Flansches an einen Schaft einer Befehls- oder Meldeeinheit, wobei ein Schieber (2) sich linear unter Federspannung in einem Flanschgehäuse (14) eines Flansches (1) bewegt und mittels seitlicher Vorsprünge (35, 37) in einem Loch (41) des Schiebers (2) den durch dieses Loch (41) geführten Schaft (9) besagter Befehls- oder Meldeeinheit (3) fixiert, wobei der Flansch (1) mindestens zwei verschiedene Positionen relativ zum Schaft (9) einnehmen kann.
Schnappmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der verriegelten Stellung besagte seitliche Vorsprünge (35, 37), bestehend aus zwei sich gegenüberliegenden, nasenartigen Vorsprüngen (35) auf einer, betätigungsseitig gesehen, vorderen Kreishälfte (II) des Loches (41) im Schieber (2) und zwei größeren, teilringartig zu einer Kontaktfläche (38) verbundenen, seitlichen Vorsprüngen (37) auf einer, betätigungsseitig gesehen, hinteren Kreishälfte (I) des Loches (41) im Schieber (2) im Eingriff mit einer umlaufenden Rille (40) am Schaft (9) des Befehls- oder Meldegerätes (3) sind.
Schnappmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Schaft (9) zwei senkrechte Aussparungen (33) mit winkligen Kontaktflächen (34) auslaufend vorhanden sind, welche solch eine Form haben, um den Schieber (2) während des Aufdrücken des Flansches (1) auf den Schaft (9) von einer ersten Stellung (entriegelte Stellung) in eine zweite Stellung (verriegelte Stellung) zu bewegen und in der zweiten Stellung (verriegelte Stellung) mindestens zwei der besagten seitlichen Vorsprünge (35, 37) im Eingriff mit der umlaufenden Rille (40) sind.
Schnappmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagerichtung des Federelements oder Federelementepaares (16, 17) und des Schiebers (2) dieselbe ist.