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Die
Erfindung betrifft einen Trägerrahmen mit
einer Einschuböffnung
für elektrische
Einbaumodule, die zumindest eine Frontplatte für elektrische Anzeige-, Bedien-
und/oder Anschlusselemente aufweisen.
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Zur
ordnungsgemäßen Anordnung
und elektrischen Verschaltung von elektrischen Einbaumodulen werden
standardmäßig Baugruppenträger verwendet.
Diese bestehen in der Regel aus Aluminiumplatten und Profilen, die
zu einem Träger
zusammengeschraubt sind. Dabei sind zumindest ein rechtes und linkes
Seitenteil über
ein jeweils quer verlaufendes Paar an oberen und unteren Querprofil-
und Winkelschienen miteinander verbunden. Hierdurch wird eine Einbauöffnung gebildet.
In diese können
elektrische Einbaumodule unterschiedlicher Art eingeschoben werden.
Werden z.B. Flachbaugruppen eingeschoben, so liegen diese in der
Regel hochkant und parallel nebeneinander. Sind diese zusätzlich mit
jeweils einer Frontplatte versehen, so werden die Flachbaugruppen
so im Baugruppenträger
platziert, dass die Frontplatten die Einbauöffnung des Baugruppenträgers möglichst
vollständig
abdecken und an deren oberen und unteren Enden an den dahinter liegenden
Querprofilschienen angeschraubt bzw. verklemmt werden können. Zur
positionsgenauen und rüttelsicheren
Platzierung der elektrischen Einbaumodule können diese auch in Schienen
geführt werden,
welche an den Querprofilschienen angebracht sind.
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Ein
Baugruppenträger
dieser Art stellt zwar ein außerordentlich
robustes Element zur Halterung insbesondere von Flachbaugruppen
unterschiedlichster Art dar. Dennoch ist damit ein sehr hoher Herstellungs-
und Fertigungsaufwand verbunden. Die Querprofilschienen können z.B.
komplexe Aluminiumprofile darstellen, die Nachbearbeitungen unterzogen
werden müssen.
So müssen
z.B. Reihen von Befestigungslöchern
für die
Halteschrauben von Frontplatten eingebohrt werden. Weiterhin sind
in der Regel Oberflächenbehandlungen
erforderlich, z.B. Eloxierungen. Ein weiteres Problem derartiger
modularer Baugruppenträger
wird darin sehen, dass es damit nicht ohne weiteres möglich ist,
eine Schutzart wie z.B. IP54 bzw. IP64 zu erreichen. Die Stoßstellen der
verschraubten, metallischen Einzelteile eines derartigen Trägers sind
nämlich
nicht oder nur mit erheblichem Aufwand so abzudichten, dass die
Anforderungen einer Schutzart eingehalten werden können. Zur
Abdichtung eines z.B. in einer Montageplatte eingelassenen Baugruppenträgers kann
dieser zwar auf seiner Frontseite mit Hilfe einer separaten Abdeckung
verschlossen werden, die getrennt auf der Montageplatte angebracht
ist. Eine derartige Abdeckung muss aber die Frontseite eines darunter
liegenden Baugruppenträgers
vollständig überdecken. Sie
stellt somit gegenüber
dem Baugruppenträger ein
separates Bauteil dar, das getrennt davon z.B. auf der Montageplatte
angebracht werden muss.
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Gegenüber diesem
Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen
Trägerrahmen
für elektrische
Einbaumodule anzugeben, der leichter zu fertigen ist und in den
eine Abdeckung zur Erreichung einer Schutzart integrierbar ist.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere
vorteilhafte Ausführungen
sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
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Der
besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Trägerrahmen 1 einteilig
ist und aus einem aushärtbaren
Material besteht. Ein derartiger Trägerrahmen stellt ein monolit hisches
Bauteil dar, und kann vorteilhaft in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt
werden. Hiermit entsteht ohne zusätzliche Montageschritte z.B.
ein Tragrahmen, der einen einteiligen Abdeckrahmen mit mindestens
einer einstückig
in der Einschuböffnung
angeformten Befestigungsschiene für die Frontplatten von elektrischen Einbaumodulen
aufweist. Vorteilhaft sind dabei zwei Befestigungsschienen für die Frontplatten
von Einbaumodulen gegenüber
liegend in der Einschuböffnung
einstückig
angeformt. Hierdurch entsteht ein einreihiger Trägerrahmen. Falls die angeformten
Befestigungsschienen Reihen von Bohrungen zum Eingriff von Befestigungsschrauben
von Frontplatten aufweisen sollen, können diese bereits bei der
Herstellung des Trägerrahmens
vor der Aushärtung
des Materials z.B. in einer Spritzgussform geformt werden.
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Der
Trägerrahmen
gemäß der Erfindung kann
je nach Anwendungsfall unterschiedliche äußere Abmessungen und Gestaltungen
aufweisen. Vorteilhaft ist die Einschuböffnung des Trägerrahmens so
gestaltet, dass diese eine Aufnahme von elektrischen Einbaumodulen
mit Frontplatten ermöglicht, welche
ein Format nach dem 19 Zoll System aufweisen. Falls in einer Anwendung
z.B. eine große
Anzahl von elektrischen Einbaumodulen untergebracht werden müssen, so
kann eine im Inneren des umlaufenden Abdeckrahmens verlaufende,
zusätzliche
doppelreihige Befestigungsschiene einstückig angeformt sein. Hierdurch
kann ein doppelreihiger Trägerrahmen
gebildet werden, dessen Einschuböffnung
einen oberen und einen unteren Teil und damit eine doppelte Aufnahmekapazität für Einbaumodule
aufweist.
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Es
ist besonders vorteilhaft, wenn das aushärtbare Material des Trägerrahmens
thermoplastisch verformbar ist, insbesondere spritzgießbar. Hierfür eignet
sich besonders ein bevorzugt glasfaserverstärkter Kunststoff. Der Trägerrahmen
gemäß der Erfindung
stellt dann ein Kunststoffspritzgussteil dar, bei dem alle Teile,
insbesondere der Abdeckrahmen und in der Einschuböffnung liegende
Befestigungsschienen in einem Arbeitsschritt formbar sind. Besonders
einfach kann dann auch auf einer Unterseite eine umlaufende erste
Dichtung für
eine abdichtende Auflage auf einer Montageebene vorgesehen sein.
Bevorzugt besteht diese aus einem aushärtbaren und dauerelastischen,
bevorzugt ebenfalls spritzbaren, Material.
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Bei
einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Trägerrahmens ist
eine integrierte Abdeckung für
die Einschuböffnung
vorgesehen. Diese kann in Form eines Klarsichtdeckels ausgeführt sein
und vorteilhaft eine insbesondere nach außen gewölbte Frontseite zur Vermeidung
von Reflexionen und Spiegelungen aufweisen. Auf diese Weise entsteht
ein kompaktes Bauteil, womit die Anforderungen von Schutzarten wie
z.B. IP54 bzw. IP64 erfüllbar
sind. Für
die dabei notwendige Abdichtung des Trägerrahmens kann die Einschuböffnung eine
umlaufende, eingelassene Einlagenut aufweisen, in welche die Abdeckung
im geschlossenen Zustand eingreift. Weiterhin kann die Einschuböffnung mit
zusätzlichen
Mitteln zur Abdichtung der Abdeckung ausgerüstet sein. Vorteilhaft ist hierzu
eine die Einschuböffnung
umlaufende zweite Dichtung vorhanden. Es ist besonders vorteilhaft, wenn
die zweite Dichtung zur Abdichtung der Abdeckung des Trägerrahmens
direkt in der die Einschuböffnung
umlaufenden Einlagenut angebracht ist. Diese besteht vorteilhaft
aus einem aushärtbaren,
dauerelastischen, bevorzugt spritzbaren, Material.
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Schließlich kann
der Trägerrahmen
so weiter gestaltet sein, dass die Abdeckung über zumindest ein Drehlager
von der Einschuböffnung
wegschwenkbar ist. Besonders vorteilhaft können dabei die Elemente des
zumindest einen Drehlagers wiederum einstückig an Abdeckung und Trägerrahmen angeformt
sein.
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Die
Erfindung und weitere, vorteilhafte Ausführungen derselben werden nachfolgend
an zwei in den Figuren dargestellten Beispielen weiter erläutert. Dabei
zeigt
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1 eine
Draufsicht auf eine einreihige Ausführung eines beispielhaften,
gemäß der Erfindung
gestalteten Trägerrahmens,
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2 die
Unterseite des Trägerrahmens
von 1,
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3 einen
Querschnitt durch den Trägerrahmen
von 1 entlang einer Schnittlinie III,
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4 den
Querschnitt von 3, wobei der Trägerrahmen
zusätzlich
mit einer als ein Klarsichtdeckel ausgeführten Tür ausgerüstet und mit einem exemplarischen
Einbaumodul bestückt
ist,
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5 eine
Seitenansicht einer vorteilhaften Abdeckung für den Abdeckrahmen in einem
geschlossenen und in unterschiedlich weit geöffneten Zuständen,
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6 die
Abdeckung von 5 in einer Seitenansicht,
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7 eine
Draufsicht auf eine zweireihige Ausführung eines beispielhaften,
gemäß der Erfindung
gestalteten Trägerrahmens,
und
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8 die
Unterseite des zweireihigen Trägerrahmens
von 7.
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Die 1 bzw. 2 zeigen
einen beispielhaften, einreihigen Trägerrahmen 1, der gemäß der Erfindung
gestaltet ist, jeweils in einer Draufsicht auf die Ober- bzw. Unterseite.
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Der
dortige Trägerrahmen 1 weist
beispielhaft eine gestreckte, einreihige Bauweise auf. Ein einstückiger Abdeckrahmen 100 aus
einem oberen bzw. unteren horizontalen Teil 110 bzw. 120 und
einem rechten bzw. linken Teil 130 bzw. 140 spannt
dabei eine Einschuböffnung 180 für elektrische
Einbaumodule auf. Solche sind aus Gründen der besseren Übersicht
in den 1 und 2 nicht dargestellt, in 4 aber
im Schnitt gezeigt. Weiterhin sind auf den Innenseiten des oberen
bzw. unteren horizontalen Teils 110 bzw. 120 gegenüber liegende
Befestigungsschienen 150 bzw. 160 an den Abdeckrahmen 100 einstückig angeformt.
Diese weisen jeweils Reihen 152, 162 von Befestigungsbohrungen
auf.
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In
den einreihigen Trägerrahmen 1 können Einbaumodule
vertikal und parallel nebeneinander liegend eingeschoben werden.
Die Abmessungen der Einschuböffnung 180 sind
dabei so gewählt,
dass diese durch die Frontplatten der Einbaumodule in der Höhe vollständig ausgefüllt werden.
In der vorteilhaften Ausführung
der 1 liegen die oberen und unteren Stirnkanten von
Frontplatten auf den Auflagekanten 151, 161 der
Befestigungsschienen 150, 160 auf. Frontplatten
können
dabei über
Halteschrauben, die an den oberen und unteren Kanten angebracht sind,
in den dahinter liegenden Reihen von Bohrungen 152, 162 der
Befestigungsschienen 150, 160 fixiert werden.
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Zur
Montage wird der Trägerrahmen 1 in
eine Aussparung 41 in einer Montageebene 4 eingelegt. Im
Beispiel der 1 wird der Rand der Aussparung 41 durch
den einstückigen
Abdeckrahmen 100 allseitig abgedeckt und ist durch die
Einschuböffnung 180 zugänglich.
Die Montageebene 4 wird durch die Zeichnungsebene repräsentiert.
Bei der Montageebene 4 kann es sich z.B. um eine Platte
auf einem Schaltpult oder um eine Fronttür eines Schaltschrankes handeln.
Zur Halterung auf der Montageebene 4 sind Bohrungen 132 bzw. 142 im
rechten bzw. linken vertikalen Teil 130 bzw. 140 des
Abdeckrahmens 100 für
Montageschrauben vorhanden.
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2 zeigt
die Unterseite 101 des beispielhaften Trägerrahmens 1 von 1,
Diese ist vorteilhaft u-förmig
profiliert und weist somit einen innen liegenden, umlaufenden Aufnahmekanal 102 auf.
Zur Stabilisierung sind in diesen beispielhaft stegförmige Verstrebungen 103 eingespannt.
Diese können
auch anders geformt sein, z.B. zickzackförmig wie im Beispiel der 8.
Zur weiteren Verbesserung der Dichtigkeit bei Auflage auf der Montageebene 4 ist
z.B. die äußere Kante
des Abdeckrahmens 100 auf der Unterseite 101 mit
einer umlaufenden ersten Dichtung 191 belegt. Diese besteht
vorteilhaft aus einem spritzbaren, dann aushärtbaren und dauerelastischen
Material.
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Gemäß einer
weiteren, an Hand der folgenden 4 bis 6 noch
näher erläuterten
Ausführung,
kann der erfindungsgemäße Trägerrahmen 1 mit
einer integrierten Abdeckung der Einschuböffnung 180 versehen
sein. Wie im Beispiel der 1 bereits
dargestellt, ist hierzu der Abdeckrahmen 100 vorteilhaft
mit einer die Einschuböffnung 10 umlaufenden,
darin eingelassenen Einlagenut 193 versehen. In diese greifen
die Horizontal- und Vertikalkanten einer in 1 aus Gründen der
besseren Übersicht
nicht dargestellten Abdeckung ein. Im geschlossenen Zustand der
Abdeckung entsteht dabei ein dichter und auch mechanisch fester
Verbund zwischen Abdeckrahmen und Abdeckung. Zur weiteren Verbesserung
der Dichtigkeit und auch zum Ausgleich von möglichen Toleranzen kann die
Einlagenut 193 mit einer zweiten umlaufenden Dichtung 192 versehen
sein. Diese kann vorteilhaft ebenfalls aus einem spritz- und aushärtbaren
dauerelastischen Material bestehen. Zur schwenkbaren Öffnung der
Abdeckung können
schließlich
Drehgelenke z.B. über Bohrungen 133 am
rechten vertikalen Teil 130 angebracht sein, während im
geschlossenen Zustand der Abdeckung ein Schloss in eine Öffnung 143 im
linken vertikalen Teil 143 eingreift.
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Die 3 und 4 zeigen
jeweils einen Querschnitt durch den Trägerrahmen von 1 entlang
einer Schnittlinie III. Vom Abdeckrahmen 100 sind im Schnitt
der obere und untere horizontale Teil 110, 120 zu
sehen. Auf der Unterseite 101 ist auf der außen liegenden
Kante die erste Dichtung 191 umlaufend aufgebracht. Hierüber liegt
der Abdeckrahmen 100 auf dem Randbereich einer Montageebene 4 auf,
der eine Aussparung 41 zum Einschub des Trägerrahmens 1 begrenzt.
Die Teile 110, 120 sind auf der Unterseite 101 zudem
vorteilhaft u-förmig profiliert
und weisen eingelegte z.B. steg- oder zickzackförmige Verstrebungen 103 im
Aufnahmekanal 102 auf.
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In 3 ist
die Einschubrichtung von Einbaumodulen in die Einschuböffnung 180 des
Abdeckrahmens 100 in Form eines strichlierten Pfeils auf
der Außenseite 43 symbolisiert.
Die Weite der Einschuböffnung 180 ist
profiliert und verengt sich in Einschubrichtung 42 bis
zum Erreichen der Innenseite 44. Der äußerste Öffnungsbereich 181 weist
dabei die größte Höhe auf und
wird oben und unten durch die Stützkanten 116, 126 auf
den Innenseiten der horizontalen Teile 110, 120 begrenzt.
In diesen Öffnungsbereich 181 kann
eine Abdeckung eingeschoben werden, die in 4 im Schnitt
schematisch dargestellt ist. Deren Seitenkanten, von denen in 4 die
obere und untere Horizontalkante 22, 23 zu sehen
ist, greifen im geschlossenen Zustand der Abdeckung 2 in
diese Öffnung 181 ein,
stützen
sich auf den Stützkanten 116, 126 der
Teile 110, 120 ab und liegen auf der umlaufenden
Einlagenut 193 auf. Wie bereits beschrieben, ist diese
vorteilhaft mit einer zweiten Dichtung 192 umlaufend belegt.
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Durch
die bevorzugt nach außen
gewölbte Frontseite 21 der
integrierten Abdeckung 2 kann die Einschuböffnung 180 und
ein eingeschobenes elektrisches Einbaumodul, wie in 4 beispielhaft
im Schnitt dargestellt ist, hermetisch abgedichtet werden. Auf Grund
der einstückigen
Bauweise des Abdeckrahmens und der besonders vorteilhaften Integration
der Abdeckung 2 können
mit dem erfindungsgemäßen einteiligen
Trägerrahmen 1 die
Anforderungen von Schutzarten wie z.B. IP54 und IP64 erfüllt werden.
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Der
mittlere Öffnungsbereich 182 dient
zur Aufnahme der Frontplatten von Einbaumodulen und wird in Einschubrichtung 32 durch
eine obere und untere Befestigungsschiene 150 und 160 begrenzt.
Diese sind einstückig
an den oberen und unteren horizontalen Teil 110 und 120 angeformt.
Wie in 4 gezeigt, liegt die Frontplatte 31 eines
eingeschobenen elektrischen Moduls 3 über deren oberen und unteren
Stirnkante 36, 37 auf den Auflagenkanten 151 und 161 der
Befestigungsschienen 150 und 160 auf. In diesen
Bereichen sind zudem obere und untere Befestigungsschrauben 34 und 35 angebracht,
welche zur Fixierung des gesamten Einbaumoduls 3 mit dem
Trägerrahmen 1 in
Bohrungen 152, 162 in den Befestigungsschienen 150, 160 eingeschraubt
werden können.
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Die
in 4 beispielhaft gezeigte Frontplatte 31 des
elektrischen Einbaumoduls 3 ist mit elektrischen Anzeige-,
Bedien- und/oder
Anschlusselementen 33 bestückt. Hinter der Frontplatte 31 ist
ein Gehäuse 32 angebracht,
das durch den innen liegenden Öffnungsbereich 183 hindurchgeführt ist
und bis auf die Innenseite 44 reicht. In diesem können elektrische,
elektronische und/oder elektromechanische Elemente und Schaltungen
unterschiedlichster Art untergebracht sein. Es können auf der Rückseite
der Frontplatte 31 auch Flachbaugruppen im bekannten Europa-
oder Doppeleuropaformat angebracht sein.
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5 zeigt
in einer Seitenansicht eine besonders vorteilhafte Ausführungsform
einer Abdeckung 2 für
den Abdeckrahmen 100. Dabei ist im linke Bereich von 5 die
Abdeckung 2 in einem geschlossenen, auf dem Abdeckrahmen 100 aufliegenden
Zustand 20a gezeigt. Die sichtbare obere Horizontalkante 22 und
die beiden linken und rechten Vertikalkanten 27, 28 der
Abdeckhaube greifen dabei in der oben bereits beschriebenen Weise
in den Abdeckrahmen 100 ein. Dieser ist in 5 nur
teilweise dargestellt. Im Beispiel der 5 ist die
Abdeckung zudem besonders vorteilhaft als ein Klarsichtdeckel mit
einer nach außen
gekrümmten
Oberfläche 21 ausgeführt. An
dessen linker Seite ist eine Griffleiste 24 mit einem Schloss 25 angebracht,
welches in die Öffnung 143 im
linken vertikalen Teil 140 des Abdeckrahmens 100 eingreift.
An der gegenüber
liegenden rechten Seite ist zumindest ein Drehgelenk 26 für die Abdeckung 2 auf
der Außenseite
des rechten vertikalen Teils 130 des Abdeckrahmens 100 vorteilhaft einstückig angeformt.
Hierüber
kann die Abdeckung vollständig
von der Einschuböffnung 180 weggeschwenkt
werden. In 5 ist die Abdeckung weiterhin
in einem um ca. 90 Grad geöffneten
Zustand 20b, einem um ca. 135 Grad geöffneten Zustand 20c und einem
vollständig
um ca. 180 Grad geöffneten
Zustand 20d gezeigt.
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An
Hand der 6, 7 und 8 wird eine
beispielhaft dreireihige Ausführung
eines Trägerrahmens 1 erläutert. Dabei
zeigt 6 die Abdeckung von 5 nochmals
in einer Seitenansicht. 7 zeigt eine Draufsicht auf
die zweireihige Ausführung
eines beispielhaften, gemäß der Erfindung gestalteten
Trägerrahmens,
und 8 die Unterseite des zweireihigen Trägerrahmens
von 7.
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Dabei
ist im Inneren des umlaufenden Trägerrahmens 100 zusätzlich eine
doppelreihige Befestigungsschiene 170 einteilige angeformt.
Hierdurch wird die Einschuböffnung
in einen o beren und einen unteren Teil 180a, 180b aufgeteilt.
Die Befestigungsschiene 170 weist dabei beidseitig jeweils
eine Reihe von Befestigungsbohrungen 152 bzw. 162 auf,
die jeweils der oberen bzw. unteren Befestigungsscheine 150 bzw. 170 zugewandt
sind. Jeder der beiden Teile 180a, 180b der Einschuböffnung kann
in der gleichen Weise wie bei 1 und 2 beschrieben
mit Einbaumodulen bestückt
werden. Die in den 1 und 2 dargestellte
Ausführung
weist somit doppelte Bestückungskapazität auf.