DE102006041539B4

DE102006041539B4 - Elektroinstallationsgerät mit erhöhter Einpresskraft

Info

Publication number: DE102006041539B4
Application number: DE102006041539.6A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Schwab
Original assignee: Conn Handels S GmbH; S-CONN HANDELS GmbH
Current assignee: Conn Handels S GmbH; S-CONN HANDELS GmbH
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2026-09-06
Also published as: DE102006041539A1

Abstract

Elektroinstallationsgerät 1 zum Einbau in eine Unterputzdose 2, enthaltend einen flächigen Tragring 3, – der auf der Stirnkante 21 der Außenöffnung der Unterputzdose 2 aufliegt und – an dessen Innenkante 31 zwei, sich gegenüberliegende Stützstreifen 32 orthogonal zum Tragring 3 nach innen zu abgewinkelt sind und – an deren Ende je ein Haltewinkel 34 mit einem Loch 35 rechtwinklig zur Mitte der Montageöffnung 31 hin abgekantet ist, – wobei im Stützstreifen 32 ein Schlitz 33 parallel zum Tragring 3 und beabstandet zum Haltewinkel 34 angeordnet ist, – durch welchen eine L-förmige Spreizkralle 4 mit einem gelochten Schenkel 41 einschiebbar und auf der Kante des Schlitzes 33 verschwenkbar ist, und – der gelochte Schenkel 41 mittels des Kopfes 51 einer Schraube 5 in Richtung auf den Haltewinkel 34 zu schwenkbar ist, und – die Schraube 5 sich durch das Loch 35 des Haltewinkels 34 und das Loch des Schenkels 41 hindurch bis in das Innengewinde 61 in einem von zwei Hohlnieten 6 erstreckt, die im Elektroinstallationsgerät 1 befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Versteifungselement, das die beiden Befestigungen der Hohlnieten 6 direkt miteinander verbindet, als eine U-förmig verlaufende Rippe oder Wulst ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektroinstallationsgerät zum Einbau in eine Unterputzdose, enthaltend einen flächigen Tragring, der auf der Stirnkante der Außenöffnung der Unterputzdose aufliegt und an dessen Innenkante zwei, sich gegenüberliegende Stützstreifen etwa orthogonal zum Tragring nach innen zu abgewinkelt sind und an deren Ende je ein Haltewinkel mit einem Loch etwa rechtwinklig zur Mitte der Montageöffnung hin abgekantet ist, wobei im Stützstreifen ein Schlitz parallel zum Tragring und beabstandet zum Haltewinkel angeordnet ist, durch welchen eine L-förmige Spreizkralle mit einem gelochten Schenkel einschiebbar und auf der Kante des Schlitzes verschwenkbar ist, und der gelochte Schenkel mittels des Kopfes einer Schraube in Richtung auf den Haltewinkel zu schwenkbar ist und die Schraube sich durch das Loch des Haltewinkels und das Loch des Schenkels hindurch bis in das Innengewinde in einem von zwei Hohlnieten erstreckt, die im Elektroinstallationsgerät befestigt sind.
Gemäß aktuellem Stand der Technik ist es üblich, dass Elektroinstallationsgeräte wie Steckdosen, Schalter, Taster, Dimmer, Sensoren und andere elektrische und/oder elektronische Betätigungs- und/oder Funktionselemente in sogenannten Unterputzdosen befestigt werden, wobei als Unterputzdose ein meist zylindrischer Hohlkörper aus Kunststoff verstanden wird, der in Wände, aber auch in Decken und in Böden eingelassen ist. Dabei ist in der Regel die Längsachse des Zylinders senkrecht zur Oberfläche der Wand orientiert und die Grundfläche des Zylinders durch einen kreisförmigen Boden verschlossen. In der Mantelfläche sind meist Öffnungen als seitlich heraus stehende Stutzen für das Einführen von Kabeln in das Innere der Unterputzdose angeformt.
Mit der nach vorne weisenden Stirnkante der Mantelfläche bildet die in die Wand eingesetzte Unterputzdose einen mit der Außenfläche bündigen Abschluss und zeigt nach außen hin eine kreisförmige Öffnung, in welche das Elektroinstallationsgerät eingeschoben und verspannt wird.
Zur Befestigung des Elektroinstallationsgerätes innerhalb der Unterputzdose werden auf aktuellem Stand der Technik sogenannte Spreizkrallen verwandt, wie z. B. in den Anmeldungen DE 40 40 473 A1 , DE 71 22 986 U , DE 40 32 142 A1 , DE 16 65 077 C3 , DE 68 02 052 U und DE 91 04 221 U1 .
Die Spreizkrallen sind L-förmige Hebel mit zwei Schenkeln, von denen ein Schenkel im Inneren des Elektroinstallationsgerätes angeordnet ist und der andere Schenkel an der Außenseite. Wenn der innere Schenkel durch eine Schraube weiter in die Dose hinein bewegt wird, schwenkt dadurch der andere Schenkel der Spreizkrallen nach außen und zwar solange, bis er die Innenwand der Unterputzdose berührt und sich darin je nach der von der Schraube ausgeübten Andruckkraft verkrallt. Die Höhe dieser Andruckkraft bestimmt, welche Gegenkraft das Elektroinstallationsgerät gegenüber Zugkräften aufbringen kann, die nach vorne von der Wand weg weisend wirken. Diese Gegenkraft ist insbesondere dann sehr wichtig, wenn das Elektroinstallationsgerät eine Steckdose ist, aus der der Stecker herausgezogen wird.
Da nach dem Einschieben des Elektroinstallationsgerätes in die Dose nur noch die nach vorne weisende Seite zugänglich ist, muss auch der Kopf der Schraube zum Andrücken des inneren Schenkels der Spreizkralle von vorne her zugänglich sein.
Daraus folgt auch, dass die Spreizkralle in der Regel L-förmig gestaltet ist, sodass der innere Schenkel etwa parallel zur Wandoberfläche orientiert ist und der äußere Schenkel etwa parallel zur Innenwand der Unterputzdose ausgerichtet ist.
Für die Montage ist es erforderlich, dass die Spreizkrallen mit ihren äußeren Schenkeln an das Installationsgerät angedrückt werden.
Dafür existieren gemäß aktuellem Stand der Technik zahlreiche Lösungsvorschläge, die dem Fachmann wohl vertraut sind, wie z. B. aus den vorgenannten 6 Anmeldungen.
Wenn das Elektroinstallationsgerät immer tiefer in die Unterputzdose hineingeschoben wird, berührt der Tragring die Stirnkante der Unterputzdose und liegt dort auf. Wenn dieser Punkt erreicht ist, werden die Schrauben für beide Spreizklammern angezogen, wodurch sich die inneren Schenkel der Spreizkrallen weiter nach innen hin verschieben und dabei die äußeren Schenkel von dem Elektroinstallationsgerät abspreizen. Dabei ist die Achse der Schwenkbewegung das Auflager der Spreizkrallen im Elektroinstallationsgerät.
Durch das Anziehen der Schrauben bildet sich eine Kraftkomponente in Richtung des Inneren der Unterputzdose aus, die das Elektroschaltgerät mit zunehmender Kraft über den Tragring an die Installationsdose heranzieht. Synchron mit der Verstärkung dieser Kraft wird auch die orthogonal dazu ausgerichtete Kraftkomponente erhöht, die parallel zu Wandaußenfläche ausgerichtet ist und mit der sich die Spreizkrallen in der Unterputzdose festhalten. Die Größe dieser orthogonal zur Innenwand der Unterputzdose ausgerichteten Kraft bestimmt, wie groß die Zugkräfte sind, die auf das Elektroinstallationsgerät von außen maximal ausgeübt werden können.
Dabei sollte diese Klemmkraft idealerweise deutlich höher sein als diejenige Kraft, die dabei entsteht, wenn ein Stecker ruckartig und ohne eine entsprechende Gegenkraft auf die Frontblende der Steckdose heraus gerissen wird. Andernfalls kann es dazu führen, dass die Steckdose aus der Unterputzdose herausgleitet, die mitunter sehr schlanken Anschlussdrähte abreißen und/oder aus ihrer Klemmung in dem Elektroinstallationsgerät gelöst werden, wodurch sich zwei blanke Kabelenden berühren können und dadurch einen Kurzschluss oder eine Fehlfunktion auslösen.
Ein weiterer Nachteil des bekannten Standes der Technik ist, dass die Schrauben zum Anziehen der inneren Schenkel der Spreizkralle meist nur in Gewinden im Unterteil des Elektroinstallationsgerätes befestigt sind, welche sie sich bei der ersten Montage selbst dort hineingegraben haben.
Nach dem ersten Eindrehen ist dieser Gewindegang noch vollständig ausgebildet. Nachteilig ist jedoch, dass bei einem Herausdrehen der Schraube und nochmaligem Hineindrehen dieser Gewindegang nicht immer wieder getroffen wird, sondern neben dem ersten ein zweiter Gewindegang eingegraben wird, der jedoch durch die Kreuzung mit dem ersten Gewindegang geschwächt ist. In ungünstigen Fällen können bei mehrfachem Eindrehen immer wieder neue Gewindegänge entstehen, die sich mit allen bereits vorhandenen kreuzen. Dadurch wird die Tragkraft immer weiter geschwächt. Da jedoch der Monteur beim Einbau stets die Schrauben so stark anzieht, dass die Mindestzugkraft aufgebracht wird, wird ab einer bestimmten Anzahl von eingeschnittenen Gewindegängen durch die zahlreichen Kreuzungen alter Gewindegänge die tragende Oberfläche so klein, dass die Schraube darüber hinweggleitet und dadurch auch diesen Rest an Tragfläche zerstört. Dadurch kann das gesamte Elektroinstallationsgerät nicht mehr korrekt befestigt werden und wird unbrauchbar.
Damit überhaupt die Ausbildung eines über Jahre beständigen und gegen nochmaliges Heraus- und wieder Hineindrehen möglich ist, muss das Material für das Rückteil des Elektroinstallationsgerätes darauf abgestimmt sein, darf also nicht so hart und spröde sein, dass es bricht. Aus dieser prinzipiell erforderlichen Elastizität resultiert aber auch der Nachteil, dass das Elektroinstallationsgerät gemäß aktuellem Stand der Technik aus so weichem Material gefertigt ist, dass es nur geringe Kräfte aufnehmen kann, die durch die Spreizkrallen parallel zur Wandfläche ausgeübt werden.
Um diese Kräfte aufzunehmen, ist es weitverbreiteter Stand der Technik, dass das Elektroinstallationsgerät in einem Tragring aufgehängt wird, wie z. B. die Anmeldungen DE 40 40 473 A1 , DE 71 22 986 U , DE 40 32 142A1 und DE 91 04 221 U1 zeigen. An der Innenseite des Tragrings sind an zwei gegenüberliegenden Punkten je ein streifenförmiger Stützstreifen nach innen hin abgewinkelt. Jeder Stützstreifen weist einen Schlitz auf, der parallel zur Wand ausgerichtet ist, in dem die Spreizkralle mit ihrem gelochten Schenkel eingeführt ist und auf der Kante des Schlitzes verschwenkbar gelagert ist. An seinem inneren Ende ist der Stützstreifen nochmals umgewinkelt und formt so den Haltewinkel mit einem Loch, durch welches hindurch die Schraube in dem Elektroinstallationsgerät befestigt ist.
Gemäß aktuellem Stand der Technik wird die zum Festkrallen benötigte Kraft zum großen Teil allein vom Tragring aufgebracht. Das Elektroinstallationsgerät leistet – wie erwähnt – nur einen geringen Beitrag, da sein für das Gewindeschneiden geeignetes, weiches Material die Übertragung größerer Kräfte ausschließt.
Die Elektroschaltgeräte auf aktuellem Stand der Technik müssen bedingt durch ihre Funktion als Elektrogerät aus einem Material bestehen, dass elektrisch ausreichend isoliert. Nur dann können sie ihre eigentliche Aufgabe mit der gebotenen Sicherheit erfüllen. In den folgenden 6 Anmeldungen sind die Befestigungsschrauben der Spreizkrallen jeweils im Sockel oder im Unterteil des Elektroschaltgerätes befestigt: In der DE 40 40 473 A1 im sog. „Klemmenträger”, bei der DE 16 65 077 C3 im ”Unterteil” und bei der DE 71 22 986 U , der DE 40 32 142A1 , der DE 68 02 052 U und der DE 91 04 221 U1 im „Sockel”. Als konkrete Beispiele für das dafür verwendbare Material nennt die DE 68 02 052 U Duroplast, Keramik oder brechbares Thermoplast. Es wird klar, dass die Belastbarkeit dieser Werkstoffe gegenüber z. B. Metall relativ gering ist.
Die Mehrzahl der bisher bekannten Elektroschaltgeräte weisen einen gehäuseartigen Körper auf, der aus einem Vorderteil und einem Rückteil besteht. Zumeist werden diese Gehäusehälften durch montagefreundliche Schnappsysteme miteinander verbunden, deren Nachteil jedoch ist, dass die Schnappverbindungen eine Mindestelastizität des Werkstoffes erfordern und dadurch die Stabilität des Aufbaus zwangsläufig einschränken, insbesondere die Druckstabilität zwischen den beiden Befestigungspunkten der Schrauben für die Spreizkrallen. Die Verwendung von härteren Werkstoffen wird dadurch ausgeschlossen, dass dann eine Bruchgefahr der elastischen Teile der Schnappverbindungen provoziert werden würde.
Als Abhilfe dieses Problems beschreiben die Anmeldungen DE 40 40 473 A1 , DE 71 22 986 U , DE 40 32 142A1 und DE 91 04 221 U1 jeweils Elektroinstallationsgeräte, bei denen sich die Schraube für die Befestigung und das Abspreizen der Spreizklammer durch das Loch des Haltewinkels und das Loch des Schenkels hindurch bis in das Innengewinde in einem von zwei Hohlnieten erstreckt, die im Elektroinstallationsgerät befestigt sind.
Diese Lösung hat von ihrem physikalischem Prinzip her etliche Vorteile: Durch die getrennten Materialien für Hohlnieten und Grundkörper des Elektroschaltgerätes muss das Material des Elektroschaltgerätes nicht mehr auf selbstschneidende Schrauben ausgelegt werden, sondern kann sehr viel härter gewählt werden. Dadurch ist auch bei gleichbleibenden Materialquerschnitten die Übertragung von höheren Kräften möglich. Durch den Hohlniet, der in eine Bohrung des Elektroschaltgerätes eingepresst und auf beiden Seiten zusätzlich noch umgebördelt wird, verteilt sich die Kraft auf eine größere Fläche, sodass das Risiko von Materialabplatzungen durch punktuelle Überlastung reduziert wird.
Der Vorteil ist, dass mit dem Einbau von zwei Hohlnieten und der dadurch verbesserten Kraftübertragung auf das Elektroschaltgerät, höhere Druckkräfte von den beiden Spreizkrallen abgefangen werden können, weil die Hohlnieten die Kräfte auf eine größere Fläche verteilen und im gleichen Maße den Druck auf das Material des Elektroschaltgerätes reduzieren.
Da die Vergrößerung der Auflagefläche durch den Hohlniet im Vergleich zur Auflagefläche einer direkt in das Material des Elektroinsatallationsgerätes eingedrehten Schraube und der Gesamtgröße eines typischen Elektroinstallationsgerätes jedoch gering ist, bleibt der Nachteil der begrenzten mechanischen Belastbarkeit des vorrangig in seiner elektrischen Isolationsfähigkeit optimierten Werkstoffes für den Grundkörper des Installationsgerätes.
Auf diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, für Elektroinstallationsgeräte mit Tragringen, die durch Verspannung von Spreizkrallen in Unterputzdosen befestigt werden, eine Befestigungsvorrichtung zu entwickeln, bei der sich die Spreizkrallen mit deutlich höherer Kraft in die Seitenwände der Unterputzdosen eindrücken lassen, als das nach den auf bisherigem Stand der Technik bekannten Prinzipien möglich ist.
Als Lösung schlägt die Erfindung ein Elektroinstallationsgerät vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Versteifungselement, das die beiden Befestigungen der Hohlnieten direkt miteinander verbindet, als eine etwa U-förmig verlaufende Rippe oder Wulst ausgebildet ist.
Für eine maximale Festigkeit wäre es eigentlich zu bevorzugen, dass die Versteifungselemente auf einer Geraden oder zumindest nahe zu einer Geraden zwischen den beiden Befestigungspunkten verlaufen. Da dieser Raum jedoch aufgabengemäß für Funktionselemente benötigt wird, ist es das Verdienst der Erfindung, vorzuschlagen, dass das Versteifungselement als U-förmig verlaufende Rippe oder Wulst ausgebildet wird.
Die vorgeschlagen Versteifungsrippen verbinden die beiden Befestigungspunkte der Hohlnieten miteinander. Dabei ist das Profil der Versteifungselemente frei wählbar und mehr von der Herstellungsmethode des Grundkörpers bestimmt. Aufgrund ihrer hohen Stabilität und Knicksicherheit sind Hohlprofile ebenso sinnvoll, wie sternartige Profile, die aus mehreren Rippen zusammengesetzt sind.
Falls dadurch keine ausreichende Festigkeit erreicht wird, kann die U-förmige Rippe durch eine zweite, ähnlich geformte zu einer O-förmigen Versteifung vervollständigt werden. Dann werden die Funktionselemente von einem ringförmigen Versteifungselement umgeben.
Da die Spreizkrallen beim Anziehen der Schraube mit ihrem inneren Schenkel um den Schlitz im Stützstreifen schwenken, beschreibt das Loch im Haltewinkel in Bezug auf das Elektroschaltgerät einen Kreisbogen. Dieser Kreisbogen kann entweder dadurch ausgeglichen werden, dass das Loch im inneren Schenkel der Spreizkralle als Langloch ausgebildet wird, innerhalb dessen sich der Schraubenkopf je nach Winkelstellung der Spreizkralle die geeignete Position sucht.
Eine Alternative ist es, das Loch in der Spreizkralle nur wenig größer zu wählen, als es der Durchmesser der Schraube erfordert, was den Vorteil bietet, dass die Verbindung zwischen Schraubenkopf und Spreizkralle inniger ist, jedoch eine Schwenkbewegung des Hohlnietes erfordert. Um diese Schwenkbewegung zu ermöglichen, ist als nicht zur Erfindung gehörig vorgeschlagen, dass die Aufnahme für den Hohlniet als hohlzylindrische Baugruppe geformt wird, die in einem Hohlraum des Elektroschallgerätes angeordnet sind und nur an einem Ende über einen oder mehrere Stege mit dem übrigen Körper des Elektroschaltgerätes verbunden ist. Diese Anordnung bietet den Vorteil, dass die Befestigung für den Hohlniet in gewissen Grenzen um diese Befestigungsstege schwenkbar ist und dadurch den erwünschten Winkelausgleich herstellen kann. Die Begrenzung des Schwenkwinkels wird weniger durch die Geometrie als vielmehr. durch die Elastizität des Materials und die Länge der Streben zwischen Befestigungsteil und übrigem Elektroschaltgerät gegeben.
Generell ist es die Intention dieser Erfindung, den Tragring von seiner bisherigen, tragenden Funktion zu einem guten Teil zu entlasten und sie in das Elektroinstallationsgerät zu übertragen. Der Tragring behält dann als Funktion, dass er vorrangig als eine Zentrier- und Justagehilfe während der Montage, also während des Einführens in die Unterputzdose dient. Ein Vorteil ist, dass der Tragring aus niederwertigem und daher kostengünstigem Metall gefertigt werden kann. Dann ist es jedoch sinnvoll, konstruktiv schwache Stellen durch die Ausbildung von zusätzlichen Versteifungen wieder zu unterstützen, sofern dafür nur ein sehr geringer Mehraufwand an Material erforderlich ist.
Unter anderem schlägt die Erfindung vor, dass deshalb die Innenkante des Tragringes umgebördelt werden soll, weil dadurch auch bei vergleichsweise weichem Metall eine Stabilität des Tragringes gewährleistet wird.
Als weitere sinnvolle Variante der Erfindung ist am Stützstreifen wenigstens ein Niederhalter winklig und parallel zum Haltewinkel angeordnet. Der Niederhalter kommt vor allem dann vorteilhaft zur Geltung, wenn das Elektroschaltgerät zweiteilig ausgeführt ist und dabei das Rückteil aus einem sehr harten und druckstabilen Metall, das Vorderteil jedoch aus einem sehr zähen und flexiblen Werkstoff besteht, aus welchem sich die flexiblen Teile von Schnappverbindungen formen lassen und über lange Zeit hinweg funktionstüchtig bleiben. Für eine solche Konfiguration ist es sinnvoll, dass der Haltewinkel am Stützstreifen direkt auf dem Rückteil des Elektroinstallationsgerätes befestigt wird, weil dadurch eine ungestörte Übertragung der Druckkräfte von den Spreizkrallen über die Haltewinkel und über das (steife) Rückteil möglich ist während der Niederhalter das Vorderteil des Elektroinstallationsgerätes fixiert. In dieser Konfiguration ist das (weiche) Vorderteil aus der Kraftübertragungskette von der Spreizkralle auf das Rückteil ausgenommen.
Das Vorderteil eines Elektroinstallationsgerätes ist insbesondere bei Steckdosen relativ hohen Kräften ausgesetzt, die nach vorne hin wirken, also von der Wand hinweg gerichtet sind, wenn der Stecker aus der Dose gezogen wird. In der beschriebenen Kombination eines weichen Vorderteiles auf einem harten Rückteil würde ohne Niederhalter die Kraft des abziehenden Steckers vollständig von den Rastelementen zu übernehmen sein. In dieser Konfiguration sind die Niederhalter, die parallel zum Haltwinkel ausgerichtet sind, ein zusätzliches, versteifendes Element, das die Rastnasen von der fortwährenden Kraftübertragung entlastet und die Ausziehkraft eines Steckers aus der Dose über den Stützstreifen auf die Spreizkralle weiterleitet. Ein prinzipieller Vorteil dieser Konfiguration ist es, dass das Vorderteil aus vergleichsweise sehr elastischem Material gefertigt werden kann, das seine Elastizität auch für eine sehr lange Zeit hält, ohne dadurch das Risiko herauf zu beschwören, dass das Oberteil beim Herausziehen des Steckers sich vom Rückteil löst, weil die flexiblen Bereiche des Vorderteiles von den Rastnasen am Rückteil herunterrutschen und/oder brechen.
Die von der Erfindung vorgeschlagene Trennung des Elektroschaltgerätes in ein Vorderteil und ein Rückteil eröffnet die Möglichkeit, dass diese beiden Teile die Funktion eines Gehäuses übernehmen, das z. B. Platinen mit elektrischen Leiterbahnen oder andere elektrische und/oder elektronische Funktionselemente beherbergt. Dadurch eröffnet sich die Möglichkeit, das Vorderteil des Elektroinstallationsgerätes auch im montierten Zustand vom Rückteil zu trennen. Das kann von Vorteil sein, wenn im Elektroinstallationsgerät Wartungsarbeiten durchzuführen sind, wie z. B. das Auswechseln einer Batterie oder das Justieren eines Schaltkreises. Auch für die Fehlersuche kann es zeitsparend sein: Ein häufiger Fehler bei der Verdrahtung ist es z. B., dass Adern, die aus mehreren, miteinander verdrehten Kupferlitzen bestehen, nur teilweise von der Klemmvorrichtung erfasst sind, sodass unter Umständen eine einzige, dünne Kupferlitze von der Klemme absteht und im Laufe der Zeit durch Erschütterungen ihre Position soweit verändert, dass sie an benachbarte, spannungsführende Teile anstößt, wodurch eine Fehlfunktion entstehen kann. Wenn es in so einem Fall möglich ist, das Vorderteil vom Rückteil zu entfernen, ohne dabei die Verkabelung lösen zu müssen, kann leicht überprüft werden, ob ein solcher Fehler vorliegt. Dazu ist es erforderlich, dass die Durchlassöffnung für jedes Anschlusskabel im Vorderteil aus einem nach hinten offenen Schlitz besteht, damit das Vorderteil wie eine Abdeckkappe nach vorne abgezogen werden kann. Dazu ist es erforderlich, dass das Vorderteil nicht hinter die Haltewinkel greift, also Aussparungen aufweist, die um den Haltewinkel herum einen Freiraum lassen. Ferner ist es nötig, dass die mechanische Befestigung des Vorderteiles lösbar ist, sodass die Rasthaken des Vorderteiles von vorne her von den Rastnasen des Rückteiles lösbar sind. Ferner muss eine evtl. vorhandene, direkte Verbindung mit dem Tragring lösbar sein.
Als weitere, vorteilhafte Ausführungsform schlägt die Erfindung für die Verbindung von Vorderteil und Tragring vor, dass das Vorderteil verschwenkbare und elastische Zungen aufweist, die hinter den Tragring oder ein daran angeformtes Element, wie z. B. die Niederhalter einrasten. Diese Zungen müssen von vorne her zu betätigen sein, also z. B. Vertiefungen aufweisen, in die eine Schraubenzieherklinge oder ein anderes Werkzeug von vorne eingreifen kann, um die Zungen seitlich in Richtung auf die Mitte des Elektroinstallationsgerätes hin zu bewegen, sodass sie das Vorderteil freigeben, um es nach vorne herausnehmen zu können.
Eine andere Methode für die Verbindung von Vorderteil und Rückteil ist es, sie nur über die beiden Hohlnieten zu verbinden, die zur Aufnahme der Schrauben für die Spreizkrallen vorgesehen sind. Da die Hohlnieten zum Übertragen von größeren Kräften vorgesehen sind, bedarf es keiner weiteren Verstärkung für den Zusammenhalt von Vorderteil und Rückteil des Elektroinstallationsgerätes. Der entscheidende Vorteil dieser Konfiguration ist es, dass die Gussformen für Vorder- und Rückteil ohne Rastnasen und ohne Schnappverbindungen gestaltet werden können, also die dafür erforderlichen, zusätzlichen Werkzeuge nicht benötigen, wodurch die Herstellungskosten der Gussformen sinkt und die Lebensdauer steigt. Durch diese Vereinfachungen ergibt sich eine prinzipielle Möglichkeit, die Mehrkosten für die beiden Hohlnieten und das Umbördeln zu kompensieren.
Wie bereits mehrfach erwähnt, ist eine der wesentlichen Grundideen der Erfindung, dass das Elektroschaltgerät, insbesondere mit seinem Rückteil, als wichtige mechanisch tragende Verbindung zwischen den beiden, in die Unterputzdose eingespannten Spreizkrallen dient. Zusammen mit der Möglichkeit, das Vorderteil des Elektroinstallationsgerätes auch dann abnehmen zu können, wenn das Rückteil bereits in der Unterputzdose eingebaut ist, ergeben sich interessante Varianten für das Herstellen der elektrischen Verbindungen.
Dazu schlägt die Erfindung vor, dass in einer Ausführungsvariante auf dem Rückteil Klemmvorrichtungen zur mechanischen Befestigung und zur elektrischen Kontaktierung der Anschlusskabel des Elektroschaltgerätes angeordnet sind. Dieser Vorschlag setzt voraus, dass auf dem Rückteil eine ausreichend große Fläche bereitgestellt werden kann, die das Verlegen, das mechanische Befestigen und das elektrische Kontaktieren der Anschlusskabel ermöglichen. Bei einer hohen Anzahl von Anschlusskabeln kann es eventuell erforderlich werden, dass das Elektroschaltgerät in seinem Inneren in zwei Ebenen aufgebaut ist, die miteinander durch Steckkontakte verbunden sind und nach vorne hin lösbar sind. Eine Ebene dient zum Anschluss, die andere nimmt die Funktionsgruppe wie Steckdose, Schalter, Dimmer o. ä. auf. Wenn auf diese Weise eine ausreichend große Fläche geschaffen worden ist, schlägt die Erfindung vor, dass mäandrierende, also mehrfach abknickende Vertiefungen geschaffen werden, die die Anschlusskabel aufnehmen. Idealerweise sind diese Vertiefungen auf die Abmessung des anzuschließenden Kabels abgestimmt, so dass ein Einrasten der Kabel in die Vertiefungen möglich ist. In jedem Fall empfiehlt die Erfindung, dass auf diese Vertiefungen eine Befestigungsbrücke absenkbar oder abklappbar ist und im abgesenkten Zustand für eine dauerhafte Befestigung der Kabel sorgt.
Als weitere Ausstattung dieser Variante können zur elektrischen Kontaktierung auf dem Rückteil für jedes Kabel zwei V-förmig angeordnete Kontaktflächen vorgesehen werden, zwischen welche das abisolierte Kabelende eingelegt und von einer darauf absenkbaren oder abklappbaren, komplementären Kontaktbrücke angedrückt wird.
In einer weiteren Verfeinerungsform ist es denkbar, dass die beiden V-förmig angeordneten Kontaktflächen als Messer ausgebildet sind, welche die Isolierung des Anschlusskabels durchtrennen, nicht aber die leitungsführende Ader und auf diese Weise einen elektrischen Kontakt herstellen.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen ermöglichen zwei verschiedene Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Elektroinstallationsgerätes:
Beim ersten Verfahren wird im ersten Schritt das Rückteil um 90° gegenüber seiner späteren Einbauposition verdreht, so dass seine spätere Hinterseite nach unten weist. Im zweiten Schritt wird ein Funktionselement wie z. B. eine Platine oder ein Schalter eingelegt und vom Vorderteil abgedeckt. Im dritten Schritt wird der Tragring mit seinen beiden Haltewinkeln auf die Befestigung für die Hohlnieten aufgelegt und im vierten Schritt werden die Hohlnieten eingesteckt und an einem Rand umgebördelt. Der andere Rand sollte bereits vor der Montage ebenso umgebördelt sein.
Wenn ein solches, erfindungsgemäßes Elektroinstallationsgerät in eine Unterputzdose eingebaut werden soll, erfolgt dies nach bekanntem Verfahren: Zuerst werden die Anschlusskabel aus der Dose herausgezogen, abgehängt, abisoliert und in den Anschlussklemmen des Elektroinstallationsgerätes befestigt, im zweiten Schritt müssen die Kabel so vorgefaltet werden, dass sie sich beim Einschieben des Elektroinstallationsgerätes in die Unterputzdose zieharmonikaförmig hinter dem Elektroinstallationsgerät und vor der Rückseite zusammenfalten und dadurch unterbringen lassen.
Als Varianten eines erfindungsgemäßen Elektroinstallationsgerätes, bei denen das Vorderteil vom Rückteil nach dem Einbau in die Unterputzdose abnehmbar ist, ergeben sich andere Verfahren für die Herstellung sowie den Einbau. Bei der Herstellung wird im ersten Schritt das Rückteil um 90° gegenüber seiner späteren Einbauposition verdreht, so dass seine spätere Hinterseite während der Montage nach unten weist. In Abweichung vom zuvor geschilderten Verfahren wird bereits im zweiten Schritt ein Tragring mit seinen beiden Haltewinkeln auf die Befestigung für die Hohlnieten aufgelegt und im dritten Schritt werden die Hohlnieten eingesteckt und an einem Rand umgebördelt. Im vierten Schritt wird ein Funktionselement, wie z. B. eine Platine oder ein Schalter, eingelegt und vom Vorderteil abgedeckt. In diesem Zustand ist das Elektroinstallationsgerät vorbereitet zum Einbau. Nach Transfer an den Einbauort können Elektroinstallationsgeräte, die nach dem zweitgenannten Verfahren hergestellt sind, in den folgenden Montageschritten eingebaut werden:
Zu Beginn wird das Vorderteil vom Rückteil abgenommen, im zweiten Schritt wird der Tragring mit dem darin befestigten Rückteil in die Unterputzdose eingeführt und darin eingeklemmt, indem die Schrauben für beide Spreizkrallen angezogen werden. Im dritten Schritt werden die Verdrahtungen herausgeführt und mechanisch sowie elektrisch befestigt. Im vierten Schritt wird das Vorderteil mit eventuell darin enthaltenen Funktionsbausteinen auf das Rückteil abgesenkt und mit diesem verbunden.
Bei beiden, geschilderten Verfahren wird – sowie es auch Stand der Technik ist – über das Vorderteil wenigstens eine Abdeckplatte montiert, welche einen Übergang zwischen der Wandfläche und der nach außen sichtbaren Fläche des Elektroinstallationsgerätes herstellt, der optisch befriedigt, einen vorschriftsgemäßen Berührungsschutz herstellt und das unerwünschte Eindringen von Fremdkörpern verhindert.
Im folgenden sollen weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden. Diese sollen die Erfindung jedoch nicht einschränken, sondern nur erläutern. Es zeigt in schematischer Darstellung:
1 Querschnitt durch ein vereinfachtes Elektroinstallationsgerät, eingebaut in einer Dose
2 Querschnitt durch Elektroinstallationsgerät, eingebaut in Unterputzdose, wie 1, jedoch mit Niederhalter und vollständigem Elektroinstallationsgerät
3 Stand der Technik für den Querschnitt eines Elektroinstallationsgerätes unter starker Verspannung in einer Unterputzdose
4 Elektroinstallationsgerät mit Niederhaltern
Die Figuren zeigen im Einzelnen:
In 1 ist der horizontale Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Elektroinstallationsgerät entlang der Verbindungslinie zwischen den beiden erfindungsgemäßen Hohlnieten gezeigt. Die Vorderseite ist in der Figur nach oben gerichtet. Dabei ist das Elektroinstallationsgerät nur schematisch als Block dargestellt, welcher für das Rückteil 12 des Elektroinstallationsgerätes steht. In diesem Block ist auf beiden Seiten ein erfindungsgemäßer Hohlniet 6 eingelassen. Er verbindet das Elektroinstallationsgerät mit dem Haltewinkel 34 am Ende des Stützstreifens 32.
In 1 wird die besondere Funktion des erfindungsgemäßen Hohlnietes 6 deutlich: Er nimmt die Schraube 5 auf, welche mit ihrem Kopf 51 den inneren Schenkel 41 der Spreizkralle 4 an den Haltewinkel 34 anzieht und ihn dadurch durch die Innenwand der Unterputzdose 2 abspreizt. Dabei verschwenkt die Spreizkralle 4 auf der Innenkante des Schlitzes 33 im Stützstreifen 32, welcher an der Innenkante 31 des Tragringes 3 abgewinkelt ist.
In 1 wird nachvollziehbar, dass die horizontal wirkenden Anteile der Kräfte, mit denen sich die äußeren Schenkel der Spreizkrallen 4 an der Innenwand der Unterputzdose 2 abstützen, in der erfindungsgemäßen Ausführung dank des Hohlnietes 6 über die Spreizkralle 4, den Stützstreifen 32, und den Haltewinkel 34 in den Niet 6 eingeleitet werden, der die Kräfte großflächig im Elektroinstallationsgerät 1 verteilt.
In 2 ist der gleiche Querschnitt durch ein Elektroinstallationsgerät wie in 1 gezeichnet, jedoch mit einer zusätzlichen Darstellung des Vorderteils 11 des Elektroinstallationsgeräts 1. Ein weiterer Unterschied gegenüber 1 ist, dass die Niederhalter 36 am Stützstreifen 32 parallel zum Haltewinkel 34 dargestellt sind. Sie berühren in 2 jeweils einen hinter Haltewinkel 34 und Schraube 5 zu erkennenden Quader, der als Teil des Vorderteils 11 zu verstehen ist, in dieser Darstellung jedoch nicht geschnitten wird und deshalb auch nicht schraffiert dargestellt wird. In der dargestellten Ausführungsform entspricht das Vorderteil 11 in seiner Seitenansicht einem um 180° verdrehten T. Auf die Schenkel des T drücken die Niederhalter 36, wodurch das Vorderteil 11 auf das Rückteil 12 gepresst wird.
In der dargestellten Ausführungsform ist der Haltewinkel 34 direkt auf dem Rückteil 12 mittels des Hohlnietes 6 befestigt. In 2 ist nachvollziehbar, dass diese Konfiguration dann besonders geeignet ist, wenn das Rückteil 12 aus einem sehr harten und druckstabilen Material aufgebaut ist, während das Vorderteil 11 aus einem zähen und sehr elastischem Material besteht. In 2 wird nachvollziehbar, dass in der Kette der Kraftübertragung zwischen der linken Spreizkralle 4 und der rechten Spreizkralle 4 das (weiche) Vorderteil 11 nicht involviert ist.
In 2 ist ebenso wie in 1 eine dezentrische Position des Elektroschaltgerätes innerhalb der Unterputzdose 2 eingezeichnet. Die Spreizkrallen 4 links und rechts nehmen Winkelstellungen ein. Nachvollziehbar wird, dass dadurch der effektive Hebelarm für die horizontal ausgerichtete Kraftkomponente nicht dramatisch verändert wird. Diese horizontal Kraftkomponente ist senkrecht zu einer möglichen Bewegung des Elektroinstallationsgerätes aus der Unterputzdose 2 herausgerichtet. Eine solche Kraft wird z. B. dann auf das Elektroinstallationsgerät 1 ausgeübt, wenn es eine Steckdose ist, aus welcher der Stecker herausgezogen wird.
In 3 ist der gleiche Querschnitt wie zuvor in den 1 und 2 gezeichnet, hier jedoch für den bekannten Stand der Technik, also für eine Befestigung der Schrauben 5 ohne Hohlniet 6 direkt im Werkstoff des Elektroinstallationsgerätes 1. Das Elektroinstallationsgerät 1 ist in 3 nur schematisch durch zwei aufeinanderliegende Platten dargestellt, von denen die obere das Vorderteil 11 und die untere das Rückteil 12 des Elektroinstallationsgerätes 1 symbolisieren. Wie zuvor schon erwähnt, muss deren Werkstoff relativ weich gewählt werden, damit das Einschneiden von Gewinden möglich ist. Daraus folgt, dass bei zunehmender Kraft in der Ebene des Installationsgeräts 1 sich dieser elastische Körper krümmt und dadurch keine ausreichende Gegenkraft für die Spreizkrallen 4 aufbauen kann, wenn diese an die Wand die Unterputzdose 2 angepresst werden. In 3 wird als Stand der Technik deutlich, dass mit einem solchen, relativ weichen Werkstoff für das Elektroinstallationsgerät 1 vorrangig der Tragring 3 und der davon abgebogene Stützstreifen 32 mit dem daran angewinkelten Haltewinkel 34 aktiv ist.
In 3 ist eingezeichnet, wie sich der Tragring 3 im Querschnitt verhält, wenn er aus vergleichsweise weichem Material geformt wird. Wenn zusätzlich das Material der Spreizkrallen 4 relativ hart ist, so dass sie bei steigender Anpresskraft kaum nachgeben, kann das zu einem Aufwölben der Oberfläche des Tragrings 3 führen. Dieser Effekt ist in 3 in besonders stark ausgeprägter Form dargestellt; zu sehen ist wie sich der umgebördelte Bereich der Innenkante 31 gegenüber der gepunktet dargestellten, unbelasteten Position anhebt.
In 4 ist in dreidimensionaler Darstellung eine Aufsicht auf den Tragring 3 wiedergegeben. Ebenso wie in 1 und 2 ist vom Elektroinstallationsgerät 1 nur das Versteifungselement dargestellt und zwar in der O-förmigen Ausführung gemäß dem Anspruch 5, bestehend aus zwei U-förmig verlaufenden Rippen oder Wülsten. In 4 wird insbesondere die Position der Niederhalter 36 sichtbar, die zu beiden Seiten des Haltewinkels 4 auf das Elektroinstallationsgerät 1 gepresst werden.
In 4 ist der Tragring 3 auf beiden Seiten im Bereich des horizontal angeordneten Schlitzes 33 durchbrochen dargestellt, um den Blick auf die Spreizkrallen 4 freizugeben. Dadurch wird deutlich, wie sich die Spreizkrallen 4 auf der unteren Seite des Schlitzes 33 abstützen und um diese Kante als Schwenkachse herum verschwenkbar sind.
Bezugszeichenliste

1: Elektroinstallationsgerät
11: Vorderteil des Elektroinstallationsgerätes 1
12: Rückteil des Elektroinstallationsgerätes 1
2: Unterputzdose
21: Stirnkante der äußeren Öffnung der Unterputzdose 2
3: Tragring, liegt auf Stirnkante 21 auf
31: Innenkante des Tragrings 3
32: Stützstreifen, etwa orthogonal zum Tragring 3 abgewinkelt
33: Schlitz, im Stützstreifen 32
34: Haltewinkel, am Ende von Stützstreifen 32
35: Loch, in Haltewinkel 34
36: Niederhalter, an Stützstreifen 32 parallel zu Haltewinkel 34
4: Spreizkralle, L-förmig, in Schlitz 33 einschiebbar
41: Schenkel von Spreizkralle 4, davon einer gelocht
5: Schraube, verläuft durch Loch 35, durch Loch in Schenkel 41 und durch Hohlniet 6
51: Kopf der Schraube 5
6: Hohlniet, in Elektroinstallationsgerät 1 befestigt
61: Innengewinde, in Hohlniet 6

Claims

Elektroinstallationsgerät 1 zum Einbau in eine Unterputzdose 2, enthaltend einen flächigen Tragring 3, – der auf der Stirnkante 21 der Außenöffnung der Unterputzdose 2 aufliegt und – an dessen Innenkante 31 zwei, sich gegenüberliegende Stützstreifen 32 orthogonal zum Tragring 3 nach innen zu abgewinkelt sind und – an deren Ende je ein Haltewinkel 34 mit einem Loch 35 rechtwinklig zur Mitte der Montageöffnung 31 hin abgekantet ist, – wobei im Stützstreifen 32 ein Schlitz 33 parallel zum Tragring 3 und beabstandet zum Haltewinkel 34 angeordnet ist, – durch welchen eine L-förmige Spreizkralle 4 mit einem gelochten Schenkel 41 einschiebbar und auf der Kante des Schlitzes 33 verschwenkbar ist, und – der gelochte Schenkel 41 mittels des Kopfes 51 einer Schraube 5 in Richtung auf den Haltewinkel 34 zu schwenkbar ist, und – die Schraube 5 sich durch das Loch 35 des Haltewinkels 34 und das Loch des Schenkels 41 hindurch bis in das Innengewinde 61 in einem von zwei Hohlnieten 6 erstreckt, die im Elektroinstallationsgerät 1 befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein Versteifungselement, das die beiden Befestigungen der Hohlnieten 6 direkt miteinander verbindet, als eine U-förmig verlaufende Rippe oder Wulst ausgebildet ist.
Elektroinstallationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Elektroinstallationsgerät 1 zwischen den Befestigungen der Hohlnieten 6 drucksteife Materialabschnitte oder Versteifungselemente angeordnet sind.
Elektroinstallationsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei U-förmig verlaufende Rippen oder Wülste eine O-förmige Versteifung zwischen den jeweiligen Befestigungen der Hohlnieten 6 bilden.
Elektroinstallationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Innenkante 31 des Tragrings 3 wenigstens ein Bereich umgebördelt ist.
Elektroinstallationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass am Stützstreifen 32 wenigstens ein Niederhalter 36 winklig und parallel zum Haltewinkel 34 angeordnet ist.
Elektroinstallationsgerät nach einem der Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Elektroinstallationsgerät 1 aus einem Vorderteil 11 und einem Rückteil 12 besteht.
Elektroinstallationsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Rückteil 12 Rastnasen angeordnet sind, auf welche dazu komplementäre Gegenstücke vom Vorderteil 11 aufrastbar sind.
Elektroinstallationsgerät nach einem der Ansprüche 6 ff., dadurch gekennzeichnet, dass das Vorderteil 11 Aussparungen aufweist, durch welche die Haltewinkel 34 hindurch führbar sind.
Elektroinstallationsgerät nach einem Ansprüche 6 ff., dadurch gekennzeichnet, dass das Rückteil 12 aus einem härteren Werkstoff besteht als das Vorderteil 11.
Elektroinstallationsgerät nach einem der Ansprüche 6 ff., dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Vorderteil 11 und dem Rückteil 12 eine Platine mit elektrischen Leiterbahnen oder ein anderes elektrisches und/oder elektronisches Funktionselement angeordnet ist.
Elektroinstallationsgerät nach einem der Ansprüche 6 ff., dadurch gekennzeichnet, dass das Vorderteil 11 am Rückteil 12 lösbar befestigt ist.
Elektroinstallationsgerät nach einem der Ansprüche 6 ff., dadurch gekennzeichnet, dass das Vorderteil 11 an den Niederhaltern 36 lösbar eingerastet ist.
Elektroinstallationsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Vorderteil 11 verschwenkbare und elastische Zungen angeordnet sind, die hinter den Niederhaltern 36 einrasten.
Elektroinstallationsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Zungen von der Vorderseite des Vorderteils 11 her und durch den Tragring 3 hindurch lösbar sind.
Elektroinstallationsgerät nach einem der Ansprüche 6 ff., dadurch gekennzeichnet, dass das Vorderteil 11 zur Rückseite hin im Bereich der Kabelanschlussklemmen offene Schlitze aufweist.
Elektroinstallationsgerät nach einem der Ansprüche 6 ff., dadurch gekennzeichnet, dass Vorderteil 11 und Rückteil 12 nur durch die Hohlnieten 6 kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
Elektroinstallationsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlnieten 6 im Inneren eine glatte Oberfläche oder ein sehr flaches Gewinde aufweisen, in welche(s) die Schraube 5 beim erstmaligen Eindrehen ein Gewinde einschneidet, das zur Oberfläche der Schraube komplementär ist.
Elektroinstallationsgerät nach einem der Ansprüche 6 ff., dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Rückteil 12 Klemmvorrichtungen zur mechanischen Befestigung und zur elektrischen Kontaktierung der Anschlusskabel des Elektroschaltgerätes angeordnet sind.
Elektroinstallationsgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung aus einer mäandrierenden Vertiefung zur Aufnahme eines Kabels und einer darauf absenkbaren, dazu komplementären Befestigungsbrücke besteht.
Elektroinstallationsgerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Kontaktierung für jedes Anschlusskabel aus zwei V-förmig aufeinander zuweisenden Kontaktflächen auf dem Rückteil 12 und einer darauf absenkbaren, komplementären Kontaktbrücke besteht.
Verfahren zur Herstellung eines Elektroinstallationsgerätes nach einem der Ansprüche 6–18, dadurch gekennzeichnet, dass – im ersten Schritt das Rückteil 12 um 90° gegenüber seiner späteren Einbauposition verdreht wird, so dass seine spätere Hinterseite nach unten weist und – im zweiten Schritt ein Funktionselement wie z. B. eine Platine oder ein Schalter eingelegt und vom Vorderteil 11 abgedeckt wird und – im dritten Schritt ein Tragring 3 mit seinen beiden Haltewinkeln 34 auf die Befestigungen für die Hohlnieten 6 aufgelegt wird und – im vierten Schritt die Hohlnieten 6 eingesteckt und an einem Rand umgebördelt werden.
Verfahren zur Herstellung eines Elektroinstallationsgerätes nach den Ansprüchen 6–15 oder 17–18, dadurch gekennzeichnet, dass – im ersten Schritt das Rückteil 12 um 90° gegenüber seiner späteren Einbauposition verdreht wird, so dass seine spätere Hinterseite nach unten weist und – im zweiten Schritt ein Tragring 3 mit seinen beiden Haltewinkeln 34 auf die Befestigungen für die Hohlnieten 6 aufgelegt wird und – im dritten Schritt die Hohlnieten 6 eingesteckt und an einem Rand umgebördelt werden und – im vierten Schritt ein Funktionselement wie z. B. eine Platine oder ein Schalter eingelegt und vom Vorderteil 11 abgedeckt wird.