DE102006053415B3

DE102006053415B3 - Befestigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102006053415B3
Application number: DE102006053415A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Mielke
Original assignee: EPLAX GmbH
Current assignee: EPLAX GmbH
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-11-13
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2026-11-14

Abstract

Vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für eine Baugruppe (8) an einer Tragschiene (10), wobei die Tragschiene wenigstens einen ersten Halteschenkel (12) und die Baugruppe (8) wenigstens eine komplementäre erste Schenkelaufnahme (22) aufweist, die mit dem ersten Halteschenkel (12) der Tragschiene (10) in Wirkverbindung bringbar ist, zur Bildung wenigstens eines ersten Befestigungspunktes (1) zwischen der Tragschiene (10) und der Baugruppe (8), und mit wenigstens einem Magnetkraftverbindungselement (30), zur Bildung wenigstens eines zweiten Befestigungspunktes (2) zwischen der Tragschiene (10) und der Baugruppe (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für eine Baugruppe an einer Tragschiene, wobei die Tragschiene wenigstens einen ersten Halteschenkel und die Baugruppe wenigstens eine komplementäre erste Schenkelaufnahme aufweist, die mit dem ersten Halteschenkel der Tragschiene in Wirkverbindung bringbar ist, zur Bildung wenigstens eines ersten Befestigungspunktes zwischen Tragschiene und Baugruppe.
Unter Tragschiene sind hier insbesondere Hutschienen zu verstehen, die meist in standardisierter Form vertrieben und verwendet werden. Sie weisen meist einen Basisschenkel auf, an dem der wenigstens eine Halteschenkel in einer L-Form angeschlossen ist. Die Hutschienen werden meist über den Basisschenkel an einer vertikalen Fläche, beispielsweise einer Wand eines Schaltschrankes montiert, wobei der erste Halteschenkel derart parallel zur Wand nach oben zeigt, dass die Schenkelaufnahme der Baugruppe darin eingehängt werden kann. Selbstverständlich fallen unter die Bezeichnung Tragschiene aber auch jegliche andere Art von Tragstrukturen, die der Aufnahme der zuvor genannten Baugruppe, dienen können. Der Einfachheit halber wird jedoch im folgenden exemplarisch unter Tragschiene eine solche oben beschriebene Hutschiene verstanden, die an einer vertikalen Wand montiert ist.
Unter Baugruppe werden hier sämtliche Systeme, Elemente und Vorrichtungen verstanden, die auf derartigen Tragschienen anbringbar sind. Insbesondere werden darunter elektronische Bauteile wie Sicherungsschalter, Überstromschutzschalter, Klemmen, Stromversorgungen, Netzteile oder ähnliche Bauteile subsumiert.
Derartige Befestigungsvorrichtungen für Baugruppen an einer Tragschiene sind aus dem Stand der Technik bekannt.
So beschreibt die DD 1 571 32 eine Vorrichtung zur Schnellbefestigung von elektrischen Schaltgeräten auf einer Tragschiene mittels eines an einem Gehäuseboden einer Baugruppe geführten, federnd gelagerten Befestigungselementes in Form eines Klemmschiebers. Zum Festlegen der Baugruppe an der Tragschiene wird der Klemmschieber von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung gedrückt, wobei ein Federelement im Klemmschieber auf Vorspannung gebracht wird und so die Baugruppe an der Tragschiene fixiert.
Auch die DE 20 2004 019 381 U1 zeigt eine Vorrichtung zur Schnappbefestigung von Baugruppen an einer Tragschiene, wobei die Baugruppe ein Befestigungselement mit einer hakenförmigen Halterung zum Üqbergreifen eines Halteschenkels der Tragschiene und einem schwenkbaren Hebel zum Verrasten hinter einem weiteren Halteschenkel der Tragschiene aufweist. Dieses Befestigungselement ist dabei aus Kunststoff einstückig an einem Gehäuse der Baugruppe angeformt.
Die genannten Befestigungsvorrichtungen haben jedoch meist den Nachteil, dass sie aufgrund ihrer verschieb- oder verschwenkbaren bzw. elastischen Befestigungselemente zum einen kostenaufwendig herzustellen, zum anderen aber auch einer häufigen Montage und Demontage ohne Beschädigung nicht gewachsen sind. Gerade beim Einschnappen des zuvor genannten Befestigungselementes auf der Tragschiene kommt es des Öfteren zu einem Versagen der elastischen Befestigungselemente und so zu einem Versagen der gesamten Befestigungsvorrichtung.
Darüber hinaus erfordern zuvor genannte Systeme meist eine bestimmte Anpresskraft bei der Montage der Baugruppen, was insbesondere bei sehr beengten Platzbedingungen und darüber hinaus insbesondere im Bereich der Elektronik meist sehr problematisch ist.
Auch Befestigungsvorrichtungen mit verschieb- oder bewegbaren Befestigungselementen, wie dem oben genannten Klemmschieber, sind hinsichtlich ihrer Montage insbesondere bei sehr beengten Platzverhältnissen sehr nachteilig, da meist der Platz zur Betätigung der Befestigungselemente fehlt. Das selbe gilt auch für die Demontage, da meist unter großem Platzbedarf die Zugänglichkeit zu den entsprechenden Verriegelungseinrichtungen und insbesondere meist von mehreren Richtungen gewährleistet sein muss.
Da zudem bei den zuvor genannten „einschnappenden" Befestigungsvorrichtungen, gerade beim Lösen der Baugruppe von der Tragschiene, sehr hohe Demontagekräfte auftreten, ist es nötig die Tragschiene sehr stabil an einer Wand oder einem Schaltschrank etc. zu befestigen.
Vorliegender Erfindung liegt folglich die Aufgabe zu Grunde, eine Befestigungsvorrichtung der zuvor genannten Art derart weiter zu bilden, dass sie die einfachere Montage einer Baugruppe auf einer Tragschiene, insbesondere auch bei beengten Platzverhältnissen, bei gleichzeitig einfacherer Konstruktion ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Befestigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Insbesondere wird diese Aufgabe durch eine Befestigungsvorrichtung für eine Baugruppe an einer Tragschiene gelöst, wobei die Tragschiene wenigstens einen ersten Halteschenkel und die Baugruppe wenigstens eine komplementäre erste Schenkelaufnahme aufweist, die mit dem ersten Halteschenkel der Tragschiene in Wirkverbindung bringbar ist, zur Bildung wenigstens eines ersten Befestigungspunktes zwischen Tragschiene und Baugruppe und wobei, wenigstens ein Magnetkraftverbindungselement vorgesehen ist, zur Bildung wenigstens eines zweiten Befestigungspunktes zwischen der Tragschiene und der Baugruppe.
Ein Vorteil dieser Befestigungsvorrichtung liegt darin, dass eine sehr einfache und insbesondere werkzeuglose Montage von Baugruppen an einer Tragschiene möglich ist. Insbesondere die Kombination eines über einen Halteschenkel und eine entsprechende Schenkelaufnahme gebildeten ersten Befestigungspunktes und eines mittels Magnetkraft gebildeten zweiten Befestigungspunktes führt dazu, dass keine verschiebbaren, bewegbaren oder sonstwie elastischen Klemm- oder Verriegelungsbauteile ausgebildet werden müssen. Dies erhöht in entscheidendem Maße die Haltbarkeit der Befestigungsvorrichtung und verbessert das Montage- und Demontageverhalten, da die aufzubringenden Kräfte reduziert sind. Zudem ermöglicht die Verriegelung mittels Magnetkraft eine gezielte Beeinflussung der Verriegelungskraft durch die geeignete Wahl des verwendeten Magnetkraftverbindungselement.
Vorzugsweise weist die Befestigungsvorrichtung wenigstens ein insbesondere lösbares Befestigungselement auf, an dem die Schenkelaufnahme und das Magnetkraftverbindungselement angeordnet sind. Unter Befestigungselement sind hier sowohl fest mit der jeweiligen Baugruppe verbundene Befestigungselemente, als auch lösbare Befestigungselemente subsumiert, die entsprechend komplementär zur Tragschiene ausgebildet werden, um eine Verbindung mit dieser zu ermöglichen. Der Vorteil einer solchen Ausführung liegt darin, das nahezu jede Baugruppe mit der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung kompatibel gemacht werden kann, indem die Baugruppe mit dem Befestigungselement versehen wird. Insofern gelten auch sämtliche folgenden Spezifikationen der Baugruppe entsprechend für das mit der Baugruppe verbundene oder mit dieser verbindbare Befestigungselement.
Vorzugsweise weist das Magnetkraftverbindungselement wenigstens ein Magnetelement an der Baugruppe bzw. dem Befestigungselement und wenigstens eine komplementäre Magnetelementaufnahme an der Tragschiene auf. Die Anordnung der Magneten kann dabei über bekannte Klebe-, Schraub-, Steck- oder ähnliche Verbindungen erfolgen. Auch die Wahl des Magneten selbst kann in Abhängigkeit der geforderten Magnetverbindungskraft, der geforderten Bauhöhe der Befestigungsvorrichtung etc. getroffen werden. In diesem Zusammenhang ist es u. a. denkbar, je nach zu befestigender Baugruppe spezielle Magnete zu verwenden, die auf das Gewicht und die Abmessungen der entsprechenden Baugruppen abgestimmt sind. Bevorzugt wird hierfür ein Dauermagnet verwendet.
Mit der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung ist es möglich, die Baugruppe ohne den Einsatz spezieller Verriegelungskräfte zu montieren, da nach der Bildung des ersten Befestigungspunktes durch, beispielsweise das Einhängen der ersten Schenkelaufnahme in den ersten Halteschenkel, ein Fixierung der Baugruppe an der Tragschiene am zweiten Befestigungspunkt im Wesentlichen durch die Aktivierung des Magnetkraftverbindungselements bzw. das Zuordnen des Magnetelementes zur Magnetelementaufnahme erfolgt.
Vorteilhafterweise sind der erste und der zweite Befestigungspunkt so angeordnet, dass der erste, bei der Montage obere Befestigungspunkt, der Einleitung ständiger Lasten in die Tragschiene, also insbesondere der Gewichtskraft der Baugruppe dient, während der zweite Befestigungspunkt der Lagefixierung der Baugruppe an der Tragschiene insbesondere gegen extern einwirkende Kräfte, Erschütterungen etc. dient. Wird also im ersten Befestigungspunkt die Gewichtskraft aus der Baugruppe in senkrechter Richtung nach unten in die Tragschiene abgetragen, so dient das Magnetkraftverbindungselement der Lagefixierung der Baugruppe im wesentlichen in waagrechter Richtung von der Tragschiene weg. Natürlich können aber auch Kräfte in waagrechter Richtung zur Tragschiene hin abgetragen werden, indem das Magnetkraftverriegelungselement als ein Lagerbock fungiert der insbesondere Druckkräfte überträgt. Zudem ist es auch denkbar, eine Krafteinleitung über zwischen dem Magnetelement und der Magnetelementaufnahme resultierende Reibungskräfte zu erzielen.
Vorzugsweise umgreift die erste Schenkelaufnahme den ersten Halteschenkel unter Bildung eines ersten Befestigungspunktes hakenförmig, so dass die Baugruppe in diesem ersten Befestigungspunkt senkrecht nach unten und waagrecht auf die Tragschiene zu und von dieser weg in ihrer Lagerung fixiert ist. Somit erfolgt also in diesem ersten Befestigungspunkt nicht nur eine Gewichtskraftableitung in senkrechter Richtung nach unten, sondern auch insbesondere eine Kraftableitung aufgrund eines wirkenden Exzentrizitätsmomentes. Wie schon zuvor dient das Magnetkraftverbindungselement über die resultierenden Magnetbindungskräfte der Lagefixierung der Baugruppe in waagrechter Richtung wenigstens von der Tragschiene weg. Natürlich können aber auch wie oben beschrieben Kräfte in waagrechter Richtung zur Tragschiene hin abgetragen werden.
Bevorzugt wird das Magnetkraftverbindungselement in einem möglichst großen Abstand zum ersten hakenförmigen Befestigungspunkt angeordnet, um eine besonders effektive Krafteinleitung zu erzielen. Natürlich ist aber auch die Verwendung mehrer Magnetkraftverbindungselemente möglich, die je nach Baugruppe, Belastung und Ausbildung der Tragschiene, auf dem Basisschenkel, dem Halteschenkel oder auf weiteren Halteschenkeln angeordnet werden können.
Vorzugsweise umgreift wenigstens die erste Schenkelaufnahme den ersten Halteschenkel unter Bildung eines ersten Befestigungspunktes, so dass die Baugruppe in diesem ersten Befestigungspunkt nur senkrecht nach unten in ihrer Lagerung fixiert ist, wobei zudem das Magnetkraftverbindungselement derart angeordnet ist, dass die Baugruppe wenigstens waagrecht von der Tragschiene weg in ihrer Lagerung fixiert ist. Die Fixierung waagrecht auf die Tragschiene zu kann dann entweder durch die Schenkelaufnahme und den entsprechenden Halteschenkel oder über einen weiteren Lagerbock, der zu diesem Zweck an der Tragschiene ausgebildet ist erfolgen. Auch ist, wie bereits oben erwähnt die Verwendung des Magnetkraftverriegelungselementes als Lagerbock möglich. Besonders vorteilhaft ist eine solche Ausführung bei beengten Platzverhältnissen, da sie das lineare Einsetzen der Baugruppe in oder an die Tragschiene erlaubt. Es sind hier keine Schwenkbewegungen nötig um insbesondere den ersten Befestigungspunkt zu bilden, so dass beim Bestücken der Tragschiene die Baugruppe einfach in waagrechter Richtung auf die Tragschiene zu bewegt werden kann, bis das Magnetkraftverbindungselement aktiviert ist. Die erste Schenkelaufnahme dient dabei beim Montagevorgang im wesentlichen als Führung, um einen korrekten Sitz der Baugruppe an der Tragschiene zu gewährleisten. Erst nach erfolgter Montage dient sie dann zusätzlich der vertikalen Gewichtskraftableitung.
Gerade aufgrund dieses linearen Einsetzens wird darüber hinaus keines der beteiligten Bauteile elastisch verformt, beispielsweise, wie oben beschrieben, in Form von Schwenk- oder Klemmbewegungen etc., was die Haltbarkeit der Befestigungsvorrichtung erhöht und die Anforderungen an das verwendete Material und somit die Herstellungskosten reduziert.
Neben den geringeren Raumanforderungen beim Einsetzen der Baugruppe auf die Tragschiene, werden zudem bei dieser Ausführungsform die Montagekräfte reduziert, also die Kräfte, die nötig sind, um die Baugruppe an der Tragschiene zu befestigen. Wie zuvor schon erwähnt, sind keinerlei elastischen Verformungsarbeiten nötig, vielmehr gilt es lediglich, eine bei sehr engen „Passungen" auftretende Reibung zwischen den Schenkelaufnahmen und den Halteschenkeln zu überwinden, um in den Wirkungsbereich des Mag netkraftverbindungselementes zu gelangen, in dem die Magnetkraft die Baugruppe an die Tragschiene presst.
Um bei dieser Ausführungsform zudem sicher ein Exzentrizitätsmoment der Baugruppe aufzunehmen, empfiehlt es sich, eine Mehrzahl von Magnetkraftverbindungselementen zu verwenden, wobei dann bevorzugt wenigstens eines am oberen Bereich der Tragschiene, also nahe an oder sogar auf dem ersten Halteschenkel angeordnet werden kann, um zu vorgenanntes Moment abzutragen.
Im Allgemeinen weist eine Tragschiene und insbesondere eine aus dem Stand der Technik bekannte Hutschiene einen zweiten Halteschenkel, im Wesentlichen parallel zum ersten Halteschenkel auf. Die Baugruppe bzw. das Befestigungselement weist dann vorzugsweise ebenfalls eine zweite Schenkelaufnahme auf, die mit dem zweiten Halteschenkel unter Bildung eines dritten Befestigungspunktes in Wirkverbindung gebracht werden kann. Hier ist wie zuvor die Ausbildung dieses dritten Befestigungspunktes derart denkbar, dass die Baugruppe gegen Bewegungen senkrecht nach oben und waagrecht auf die Tragschiene zu in ihrer Lagerung fixiert ist. Auf diese Weise wird durch die beiden ersten und zweiten Schenkelaufnahmen im Zusammenspiel mit den ersten und zweiten Haltschenkeln eine Führung für das Einsetzen der Baugruppe gebildet, so dass keine Fehlpositionierung der Baugruppe in senkrechter Richtung nach unten und nach oben relativ zur Tragschiene, zu befürchten ist. Darüber hinaus wird die Baugruppe auch nach vollendeter Montage sicher in dieser vertikalen Richtung, und ebenfalls sowohl hinsichtlich einer Bewegung nach unten als auch nach oben gehalten. Auch hier ist wieder die Verwendung einer oder mehrerer Magnetkraftverbindungselemente zur Lagefixierung der Baugruppe in waagrechter Richtung vorgesehen, so dass die Magnetkraft die Baugruppe an die Tragschiene presst.
Generell sei erwähnt, dass bei der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung die Bildung von Lagerflächen zur Positionierung der Baugruppe an der Tragschiene in waagrechter Richtung auf die Tragschiene zu, sowohl durch eine entsprechende Ausbildung der Magnetkraftverbindungselemente als Lagerböcke oder aber auch durch eine entsprechende Ausbildung der Tragschiene oder deren Halteschenkel als solche Lagerböcke erfolgen kann. Auch sei bemerkt, dass die jeweiligen Halteschenkel und Schenkelaufnahmen natürlich auch so ausgebildet sein können, dass eine Krafteinleitung entweder nur in eine Rich tung der erwähnten Befestigungsachse oder aber in beide Richtungen erfolgen kann, also beispielsweise nur vertikal nach unten oder aber nach unten und oben bzw. waagrecht von der Tragschiene weg und/oder auf diese zu.
Unabhängig von der Ausbildung des ersten Befestigungspunktes dient, wie bereits erwähnt, der zweite Halteschenkel bzw. die zweite Schenkelaufnahme als Führung beim Einsetzen der Baugruppe auf die Tragschiene. Ist beispielsweise die erste Schenkelaufnahme derart ausgebildet, dass sie den ersten Halteschenkel hakenförmig umgreift, so kann die Baugruppe zuerst über die erste Schenkelaufnahme in den ersten Halteschenkel eingehakt werden, und steht dann nach dem Verschwenken der Baugruppe um diesen ersten Befestigungspunkt mit der zweiten Schenkelaufnahme am zweiten Halteschenkel an, der eine Lagefixierung in vertikaler Richtung nach oben bewirkt.
Da die geforderte Lage der jeweiligen Befestigungsachsen natürlich auch von der Anordnung der Tragschiene im Raum abhängt, können sich diese Verhältnisse bei veränderter Anordnung der Tragschiene an einer Wand, einer Schräge oder einer Decke, natürlich ändern, wobei erfindungsgemäß die Befestigungspunkte und die Magnetkraftverbindungselemente daran adaptierbar sind.
Vorzugsweise ist zwischen Tragschiene und Baugruppe wenigstens ein Kraftelement bzw. Federelement derart angeordnet, dass es die Baugruppe von der Tragschiene weg drückt. Auch wenn zwischen den jeweiligen Halteschenkeln und den Schenkelaufnahmen ein Relativspiel zueinander existiert, sorgt das zuvor genannte Kraftelement bzw. Federelement nach dem in-Wirkung-bringen des Magnetkraftverbindungselementes dafür, dass die Baugruppe sicher und fest an der Tragschiene fixiert ist. Ohne die Verwendung eines solchen Kraftelementes käme es eventuell aufgrund des Spiels zwischen Halteschenkel und Schenkelaufnahme zu einem Klappern bzw. zu einer Bewegung der Baugruppe in ihrer Lagerung. Vorzugsweise ist in diesem Zusammenhang das Kraftelement nahe der Position anzuordnen, an der es ein solches Spiel auszugleichen gilt, also beispielsweise nahe einer entsprechenden Schenkelaufnahme und dem komplementären Halteschenkel. Natürlich ist auch die Anordnung eines Kraftelementes und insbesondere einer Blattfeder in einer Schenkelaufnahme selber denkbar, die dann nach dem in-Wirkverbindung-bringen der Schenkelaufnahme und des Halteschenkels eine Vorspannung derart aufbringt, dass ein fester Sitz im Zusammenspiel mit dem Magnetkraftverbindungselement gewährleistet ist. Hier sind sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Federkonstruktionen denkbar.
Vorzugsweise weist das Magnetkraftverbindungselement bzw. das Magnetelement und/oder die Magnetelementaufnahme ein vorzugsweise federndes Spielelement auf, zum Ausgleich von Sitzungenauigkeiten zwischen der Tragschiene und der Baugruppe. Ein solches Spielelement ist beispielsweise aus dem Möbelbau bekannt und wird dort in einem so genannten Magnettürschließer verbaut. Entsprechend wird bei vorliegender Befestigungsvorrichtung beispielsweise das Magnetelement ein- oder mehraxial beweglich auf einer dünnen Montageplatte befestigt ist, die an der Baugruppe bzw. dem Befestigungselement befestigt ist. Das komplementäre Magnetaufnahmeelement kann dann selbst bei Sitzungenauigkeiten zwischen der Baugruppe und der Tragschiene aufgrund des beweglich gelagerten Magnetelementes mit diesem in Wirkverbindung treten, so dass eine feste Verbindung zwischen beiden Bauteilen entsteht. Auch hier ist zudem die Verwendung eines Kraftelementes wie beispielsweise einer Feder am Spielelement denkbar um eine feste Lagerung ohne Klappern etc. zu garantieren.
Vorzugsweise ist die Tragschiene wenigstens teilweise aus einem Material hergestellt, das mit dem Magnetelement bzw. dem Magnetkraftverbindungselement in Wirkverbindung bringbar ist, insbesondere aus einem ferromagnetischen Material. Auf diese Weise kann eine direkte Wirkverbindung zwischen dem Magnetelement und der ferromagnetischen Tragschiene hergestellt werden.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
1 eine isometrische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung von vorne;
2 eine isometrische Darstellung der Ausführungsform aus 1 von hinten;
3 eine Seitenansicht der Ausführungsform aus 1 beim Einsetzen auf eine Tragschiene;
4 eine Seitenansicht der Ausführungsform aus 1 in verriegeltem Zustand;
5 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
6 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
7 eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
8 eine Seitenansicht einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
9 eine Seitenansicht einer sechsten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung;
10 eine Teil-Seitenansicht einer siebten Ausführungsform in einer detaillierten Darstellung;
11 eine Teil-Seitenansicht einer achten Ausführungsform; und
12 eine isometrische Darstellung eines Befestigungselementes gemäß 11.
Für gleiche und gleich wirkende Bauteile werden in der folgenden Beschreibung die selben Bezugsziffern verwendet.
Die 1 und 2 zeigen jeweils eine isometrische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung für eine Baugruppe 8. Dabei zeigt
1 eine Vorderansicht und 2 eine Rückansicht. Gezeigt ist die Baugruppe 8, die hier exemplarisch als ein Gehäuse dargestellt ist und stellvertretend für sämtliche zu befestigende Baugruppen, wie Schutzschalter, Sicherungsschalter, Kupplungs- und Verzweigungsbauteile oder ähnliche elektronische oder nicht-elektronische Bauteile steht. Die Baugruppe 8 wird, wie in 2 zu erkennen, über ein Befestigungselement 20 an einer Tragschiene 10 befestigt. Diese Tragschiene 10 weist eine Haupterstreckungsachse auf, die hier parallel zu einer waagrechten Achse A_Z1-A_Z1 verläuft.
Die Tragschiene 10 selber ist hier als eine standardisierte und aus dem Stand der Technik bekannte Hutschiene ausgeführt, die zwei Halteschenkel 12, 16 und einen Basisschenkel 14 umfasst, über die die Tragschiene 10 an einer Wand, einem Schaltkasten oder ähnlichem Bauteil (nicht dargestellt) befestigt werden kann. Die hier gezeigte Ausrichtung der Hutschiene 10 entspricht der Ausrichtung bei einer Montage an einer vertikalen Wand.
Das Befestigungselement 20 weist eine Schenkelaufnahme 22 auf, die den ersten Halteschenkel 12 derart umgreift, dass das Befestigungselement 20 und die daran befestigte Baugruppe 8 sowohl vertikal nach unten (Befestigungsachse A_Y1-A_Y1) als auch entlang einer dazu im Wesentlichen orthogonalen Richtung und zwar waagrecht und zur Tragschiene 10 hin und von dieser weg (Befestigungsachse A_X1-A_X1) fixiert sind. Dieser so genannte erste Befestigungspunkt 1 dient bei dieser Ausführungsform also im Wesentlichen der Lastableitung aufgrund Eigengewicht in Richtung der Achse A_Y1-A_Y1 und aufgrund einer Kraft aus dem Exzentrizitätsmoment in Richtung der die Achse A_X1-A_X1.
Je nach Ausführung des Halteschenkels 12 und der diesen umgreifenden Schenkelaufnahme 22 bildet sich eine Reibungskraft aus, die ihrerseits die Baugruppe 8 in Richtung der Achse A_Z1-A_Z1 fixiert.
Im Bereich des Halteschenkels 16 wird durch die Verwendung eines Magnetbefestigungselementes 30 (siehe 3 und 4) ein zweiter Befestigungspunkt 2 gebildet.
Die 3 und 4 zeigen einen Einsetzvorgang der Baugruppe 8 in seine Lagerung an der Tragschiene 10 unter Verwendung der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung. Dargestellt ist die Baugruppe 8, die das Befestigungselement 20 aufweist, an dem die Schen kelaufnahme 22 ausgebildet ist, die mit dem Halteschenkel 12 der Tragschiene 10 in Wirkverbindung bringbar ist.
Weiter dargestellt ist das Magnetkraftverbindungselement 30, das ein Magnetelement 32 und eine Magnetelementaufnahme 34 umfasst. Das Magnetelement 32 ist bei dieser Ausführungsform am Befestigungselement 20 angeordnet, während die Magnetelementaufnahme 34 integral mit der Tragschiene 10 ausgebildet ist. Diese integrale Ausbildung resultiert aus der Materialwahl der Tragschiene 10, die hier als ferromagnetische Tragschiene 10 ausgebildet wurde. Nach dem Verschwenken des Magnetelementes 32 zusammen mit der Baugruppe 8 in Richtung der Magnetelementaufnahme 34 wirkt sich zwischen dem Magnetelement 32 und der Magnetelementaufnahme 34 eine Magnetkraft, die die Baugruppe an die Tragschiene presst. Mit anderen Worten wirkt eine Magnetkraft entlang einer Magnetbefestigungsachse A_MX-A_MX, die die Baugruppe 8 in ihrer Lage in waagrechter Richtung und von der Tragschiene 10 weg fixiert und so einen zweiten Befestigungspunkt 2 der Baugruppe 8 bildet. Die Lagefixierung waagrecht auf die Tragschiene zu erfolgt hier ebenfalls durch das Magnetelement 32, das als Lagerbock fungiert und Druckkräfte von der Baugruppe in die Tragschiene überträgt.
Der erste Befestigungspunkt wird, wie bereits eingangs erwähnt, durch ein einhaken des Halteschenkels 12 in die Schenkelaufnahme 22 gebildet. Da die Schenkelaufnahme 22 den Halteschenkel 12 umgreift, bilden sich zwei Befestigungsachsen, nämlich eine vertikale Befestigungsachse A_Y1-A_Y1 und eine waagrechte Befestigungsachse A_X1-A_X1 aus, wobei diese im Wesentlichen parallel zur Magnetverbindungsachse A_MX-A_MX verläuft.
Bei dieser Ausführungsform ist die Tragschiene 10 so angeordnet, dass die Gewichtskraft g die Baugruppe 8 parallel zur Achse A_y1-A_y1, vertikal nach unten zieht. Insofern erfolgt also die primäre Lastableitung über den ersten Befestigungspunkt 1 von der Schenkelaufnahme 22 über den Halteschenkel 12 in die Tragschiene 10. Natürlich ist es aber auch möglich, die Tragschiene 10 so anzuordnen, dass die Gewichtskraft g beispielsweise in Richtung der Achsen A_X1-A_X1, wirkt. Dies hätte zur Folge, dass dann auch ein Teil der Gewichtskraft g über die Magnetkraft entlang der Achse A_MX-_MX abgetragen werden müsste. Insofern wäre hier lediglich auf eine geeignete Wahl des Magnetkraftverbindungselementes 30 zu achten.
Die 5–9 zeigen nun weitere Ausführungsformen 2-6 der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.
5 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung. Dargestellt ist, wie schon bei der ersten Ausführungsform, das Befestigungselement 20 und die daran ausgebildete Schenkelaufnahme 22, in die der Halteschenkel 12 der Tragschiene 10 eingehakt ist. Insofern übernimmt auch hier die Kombination aus Halteschenkel 12 und Schenkelaufnahme 22 eine 2-axiale Befestigung entlang der senkrechten und waagrechten Achsen A_X1-A_X1 und A_Y1-A_Y1. Zudem sind bei dieser Ausführungsform zwei Magnetkraftverbindungselemente 30, 30' vorgesehen, die je eine Magnetkraft bewirken, die die Baugruppe 8 an die Tragschiene 10 presst. Um einen sicheren Sitz dieser beiden Magnetkraftverbindungselemente 30, 30' und eine sichere Verriegelungswirkung zu erzielen, dienen die Elemente zugleich als Lagerböcke zwischen dem Befestigungselement 20 und der Tragschiene 10 bzw. in diesem Fall dem Basisschenkel 14 der Tragschiene 10. Hier sei erwähnt, das natürlich auch eine Anordnung der Magnetkraftverbindungselemente 30 bzw. 30' auf dem Halteschenkel oder einer anderen Position der Tragschiene 10 möglich wäre.
Die Magnetkraftverbindungselemente 30, 30' weisen wie schon bei der ersten Ausführungsform ein Magnetelement 32 und ein Magnetaufnahmeelement 34 auf, wobei auf entsprechenden Passagen diesbezüglich Bezug genommen wird. Auch bei dieser Ausführungsform ist es also so, dass die Gewichtkraft g der zu befestigenden Baugruppe 8 im Wesentlichen am Befestigungspunkt 1 aufgenommen wird, während insbesondere die aus den Magnetkraftverbindungselementen 30, 30' resultierenden waagrecht wirkenden Magnetkräfte entlang der Achsen A_MX-A_MX bzw. A'_MX-A'_MX lediglich der Lagefixierung dienen, aufgrund der Mehrzahl der Magneten jedoch eine stabilere Lagefixierung gewährleisten.
Die 6 und 7 zeigen jeweils eine dritte und vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei am Befestigungselement 20 eine zweite Schenkelaufnahme 26 ausgebildet ist, die im Wesentlichen parallel zur ersten Schenkelaufnahme 22 verläuft. Diese zweite Schenkelaufnahme 26 steht dabei in Wirkverbindung mit einem zweiten Halteschenkel 16, der an der Tragschiene 10 ausgebildet ist. Beide Bauteile zusammen bilden einen dritten Befestigungspunkt 3, der hier als 1-axialer Befestigungspunkt ausgebildet ist. Das bedeutet also, dass lediglich entlang einer senkrechten Achse A_Y3-A_Y3 eine Kraftableitung von der Baugruppe bzw. dem Befestigungselement 20 in die Tragschiene 10 erfolgt.
Die in den 6 und 7 gezeigten Ausführungsformen unterscheiden sich im Wesentlichen darin, dass in 6 die aus den ersten beiden Ausführungsformen bekannte umgreifende, hakenförmige Ausbildung von Schenkelaufnahme 22 und der Halteschenkel 12 vorliegt. Das bedeutet also, dass auch hier die Baugruppe 8 zusammen mit dem Befestigungselement 20 im Wesentlichen über eine Schwenkbewegung an der Tragschiene 10 befestigt wird (siehe dazu beispielhaft die 3 und 4).
Im Gegensatz dazu ist bei der Ausführungsform gem. 7 die Schenkelaufnahme 22 lediglich als ein auskragendes Bauteil ausgeführt, das den Halteschenkel 12 der Tragschiene 10 nicht umgreift. In Folge dessen erfolgt hier lediglich eine Kraftableitung zwischen Befestigungselement 20 und Tragschiene 10 in senkrechter Richtung nach unten (in Richtung der Befestigungsachse A_Y1-A_Y1). Wie bereits erwähnt ist am Befestigungselement 20 auch eine zweite Schenkelaufnahme 26 ausgebildet, die im Wesentlichen parallel zur ersten Schenkelaufnahme 22 verläuft und mit dem zweiten Halteschenkel 16 den dritten Befestigungspunkt 3 bildet, und so eine Kraftableitung von der Baugruppe in die Tragschiene 10 senkrecht nach oben (entlang der Achse A_Y3-A_Y3) gewährleistet. Eine Lagefixierung in einer dazu orthogonalen waagrechten Achse erfolgt bei dieser Ausführungsform über die zwei Magnetkraftverbindungselemente 30, 30', deren Magnetkraft entlang zweier Magnetverbindungskraftachsen A_MX-A_MX bzw. A'_MX-A'_MX verläuft.
Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt nun darin, dass das Einsetzen und das Entfernen der Baugruppe 8 ohne eine Schwenkbewegung erfolgen kann. Es ist vielmehr einfach möglich, die Baugruppe 8 im Wesentlichen waagrecht, also parallel zur Achse A_MX-A_MX auf die Tragschiene 10 zu zu bewegen, bis die Magnetkraftverbindungselemente 30, 30' ihre Wirkung entfalten und die Baugruppe an die Tragschiene pressen. Da die Magnetkraftverbindungselemente 30, 30' entsprechend der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sind, bedeutet dies also, dass das jeweilige Magnetelement 32 mit der Magnetelementaufnahme 34 in Wirkverbindung steht (siehe dazu 4).
Die 8 und 9 zeigen nun Ausführungsformen, die unter anderem einem Problem eventueller Herstellungsungenauigkeiten oder. Ungenauigkeiten aufgrund Verschmutzung etc. Rechnung tragen.
8 zeigt eine Ausführungsform, bei der zwischen dem Basisschenkel 14 der Tragschiene 10 und dem Befestigungselement 22 ein Kraftelement bzw. hier ein Federelement 36 angeordnet ist, das einer zusätzlichen Lagefixierung zwischen Tragschiene 10 und Befestigungselement 22 bzw. Baugruppe 8 dient. Insbesondere bei Bauungenauigkeiten im Bereich des Befestigungspunktes 1, also einem Spiel zwischen Halteschenkel und Schenkelaufnahme, kann durch die über das Federelement 36 aufgebrachte Federkraft entlang einer Federkraftachse A_F-A_F parallel zur Magnetverriegelungskraft entlang der Achse A_MX-A_MX ein sicherer und insbesondere „gedämpfter" Sitz gewährleistet werden, so dass beispielsweise die Bauteile nicht gegeneinander klappern oder unkontrolliert vibrieren. Zudem erlaubt die Verwendung des zuvor genannten Federelementes 26 auch eine Adaption der Verriegelungskraft, die die Baugruppe 8 über das Magnetkraftverbindungselement 30 an der Tragschiene 10 fixiert. Vorteilhafterweise ist bei dieser hier dargestellten Ausführungsform das Federelement nahe der Position angeordnet, hier dem Befestigungspunkt 1, an dem es ein Spiel auszugleichen gilt.
9 zeigt dagegen eine Ausführungsform, bei der das am Befestigungspunkt 2 angeordnete Magnetkraftverriegelungselement 30 ein Spielelement 38 aufweist, so dass sich zwischen dem Magnetelement 32 und der Magnetelementaufnahme 34 ein vordefiniertes Spiel bildet, um insbesondere Sitzungenauigkeiten zwischen der Tragschiene und dem Befestigungselement auszugleichen. Durch das Spielelement 38, das bei dieser Ausführungsform in Richtung der waagrechten Achse A_MX-A_MX geringfügig von der Tragschiene 10 weg und zu dieser hin verschiebbar ist, kann, auch bei eventuellen Abweichungen in den Abmessungen der Tragschiene 10, des Befestigungselementes 20 etc. der vollflächige Sitz zwischen den einzelnen Bauteilen des Magnetkraftbefestigungselementes 30 garantiert werden. Natürlich ist es denkbar, auch mehrere Spielelemente 38 anzuordnen, um eine Ausgleichmöglichkeit auch bei größeren Sitzungenauigkeiten oder ähnlichen Ungenauigkeiten darbieten zu können. Hier sind sämtliche aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen anwendbar, die dem Ausgleich von Sitzungenauigkeiten oder ähnlichen Ungenauigkeiten dienen können.
10 zeigt schließlich eine Teil-Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform in einer detaillierten Darstellung. Dargestellt ist ein erster Befestigungspunkt 1, der durch einen ersten Hakenschenkel 12 der Tragschiene 10 und einer komplementären Schenkelaufnahme 22 des Befestigungselementes 20 einer Baugruppe (nicht dargestellt) gebildet wird. Weiter gezeigt ist ein Magnetkraftverbindungselement 30, das zwischen der Tragschiene 10 und dem Befestigungselement 20 angeordnet ist. Dieses Magnetkraftverbindungselement 30 weist, wie bereits schon öfter oben beschrieben, ein Magnetelement 32 auf, das mit einer Magnetelementaufnahme 34, die durch die ferromagnetische Tragschiene 10 gebildet wird, in Wirkverbindung steht. Zudem weist das Magnetkraftverbindungselement 30 ein Spielelement 38 auf, das über ein Kraftelement 3G mit dem Magnetelement 34 verbunden ist. Auf diese Weise ist es möglich Sitzungenauigkeiten, hier beispielsweise eine Ungenauigkeit im Bereich des ersten Befestigungspunktes 1, auszugleichen, ohne dass die Wirkungsweise des Magnetkraftverbindungselement 30 verschlechtert wird.
Die 11 und 12 zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung.
In 11 ist ein Befestigungselement 20 dargestellt, dass eine erste hakenförmige Schenkelaufnahme 22 und eine zweite lediglich als Gleitführung fungierende zweite Schenkelaufnahme 2G umfasst. Insofern bilden sich hier Befestigungsachsen A_x, A_y entsprechend der Ausführungsform aus 6 aus. Das hier dargestellte Befestigungselement 20 ist an der Baugruppe 8 per Schraub- oder einer ähnlichen Verbindung (nicht dargestellt) befestigt.
Zwischen der ersten Schenkelaufnahme 22 und der zweiten Schenkelaufnahme 2G ist ein Zwischenelement 39 angeordnet, in das im Wesentlichen passgenau eine Mehrzahl Magnetbefestigungselemente 30, hier Magnetelemente 32, eingelegt sind. Dazu weist das Zwischenelement 39 entsprechende Aussparungen 37 auf, die eine im Wesentlichen oberflächenbündige und passgenaue Aufnahme der Magnetelemente 30 erlauben. Bei dieser Ausführung stehen also die Magnetelemente 32 in direkter Magnetwirkverbindung mit den entsprechenden Magnetelementaufnahmen 34, die hier durch die ferromagnetisch ausgeführten Halteschenkel 12, 16 gebildet werden. Natürlich ist es aber ebenfalls möglich die Magnetelement 32 ohne das Zwischenelement 39 am Befestigungselement 20 oder gar direkt an der Baugruppe zu befestigen (nicht dargestellt).

1: erster Befestigungspunkt
2: zweiter Befestigungspunkt
3: dritter Befestigungspunkt
10: Tragschiene
12: Halteschenkel
14: Basisschenkel
16: Halteschenkel
20: Befestigungselement
22: Schenkelaufnahme
26: Schenkelaufnahme
30: Magnetkraftverbindungselement
32: Magnetelement
34: Magnetelementaufnahme
36: Kraftelement bzw. Federelement
37: Aussparung
38: Spielelement
39: Zwischenelement
A_X1-A_X1: Befestigungsachse
A_Y1-A_Y1: Befestigungsachse
A_Z1-A_Z1: Befestigungsachse
A_Y3-A_Y3: Befestigungsachse
A_MX-A_MX: Magnetverbindungskraftachse
A'_MX-A'_MX: Magnetverbindungskraftachse
A_F-A_F: Federkraftachse

Claims

Befestigungsvorrichtung für eine Baugruppe (8) an einer Tragschiene (10), wobei die Tragschiene (10) wenigstens einen ersten Halteschenkel (12) und die Baugruppe (8) wenigstens eine komplementäre erste Schenkelaufnahme (22) aufweist, die mit dem ersten Halteschenkel (12) der Tragschiene (10) in Wirkverbindung bringbar ist, zur Bildung wenigstens eines ersten Befestigungspunktes (1) zwischen Tragschiene (10) und Baugruppe (8), gekennzeichnet durch wenigstens ein Magnetkraftverbindungselement (30) zur Bildung wenigstens eines zweiten Befestigungspunktes (2) zwischen Tragschiene (10) und Baugruppe (8).
Befestigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein insbesondere lösbares Befestigungselement (20), an dem die Schenkelaufnahme (22) und das Magnetkraftverbindungselement (30) angeordnet sind.
Befestigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetkraftverbindungselement (30) wenigstens ein Magnetelement (32) an der Baugruppe (8), und wenigstens eine komplementäre Magnetelementaufnahme (34) an der Tragschiene (10) aufweist.
Befestigungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Schenkelaufnahme (22) den ersten Halteschenkel (12) unter Bildung eines ersten Befestigungspunktes (1) hakenförmig derart umgreift, dass die Baugruppe (8) bei waagrechter Ausrichtung der Tragschiene (10) an einer vertikalen Fläche in diesem ersten Befestigungspunkt (1) senkrecht nach unten und waagrecht auf die Tragschiene (10) zu und von dieser weg in ihrer Lagerung fixiert ist.
Befestigungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die erste Schenkelaufnahme (22) den ersten Halteschenkel (12) unter Bildung eines ersten Befestigungspunktes (1) derart umgreift, dass bei waagrechter Ausrichtung der Tragschiene (10) an einer vertikalen Fläche die Baugruppe (8) in diesem ersten Befestigungspunkt (1) senkrecht nach unten in ihrer Lagerung fixiert ist, und das Magnetkraftverbindungselement (30) derart angeordnet ist, dass die Baugruppe (8) waagrecht von der Tragschiene (10) weg und auf diese zu in ihrer Lagerung fixiert ist.
Befestigungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Tragschiene (10) und Baugruppe (8) wenigstens ein Kraftelement (36), insbesondere ein Federelement derart angeordnet ist, dass es die Baugruppe (8) von der Tragschiene (10) weg drückt.
Befestigungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetkraftverbindungselement (30) wenigstens ein vorzugsweise federndes Spielelement (38) aufweist, zum Ausgleich von Sitzungenauigkeiten zwischen der Tragschiene (10) und der Baugruppe (8).
Befestigungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschiene (10) und/oder die Baugruppe (8) wenigstens teilweise aus einem Material hergestellt sind, das mit dem Magnetelement (32) in Wirkverbindung bringbar ist, insbesondere aus einem ferromagnetischen Material.