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Die Erfindung betrifft einen Abstandshalter, der mit einer Seite an einem Öffnungen aufweisenden Trägerprofil eines Schaltschranks oder einer Träger- oder Montageplatte anbringbar ist und an dessen entgegengesetzter Seite eine Abdeckung befestigbar ist.
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In der Elektroinstallation werden Schaltschränke eingesetzt, die eine Vielzahl elektrischer Komponenten wie Schalter, Relais oder Sicherungsautomaten, aufnehmen. Der Schaltschrank weist dazu typischerweise einen Metallrahmen aus dem Trägerprofil auf, an dem die Komponenten gegebenenfalls unter Verwendung weiterer Profilelemente, anbringbar sind. Um eine sichere Handhabung zu ermöglichen, sind hinter Bedienelementen der Komponenten liegende Bereiche des Schaltschrankes durch die Abdeckungen gegen Berührung zu sichern. Dabei werden diese derart beabstandet vom Trägerprofil angebracht, dass sie mit den Bedienelementen der Komponenten in einer Ebene liegen. Abstandshalter sind daher zur Befestigung am Trägerprofil ausgebildet und ermöglichen eine beabstandete Befestigung der Abdeckung an ihnen.
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Aus der
DE 88 02 894 U1 ist ein Abstands- und/oder Führungshalter bekannt, der auf seiner Stützfläche mit einem einseitig befestigten, hinterschnittenen Riegel versehen ist und durch Verdrehen in einem nicht kreisrunden Formloch einer Tragschiene befestigt wird.
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Bekannte Abstandshalter weisen den Nachteil auf, dass sie für eine manuelle Montage am Trägerprofil ausgebildet sind. Für eine Automatisierung des Aufbaus von Schaltschränken ist es jedoch erforderlich, dass auch Abstandshalter maschinell, insbesondere mittels eines Roboters, an den Trägerprofilen anbringbar sind. Dies ist insbesondere bei Abstandshaltern, die durch Drehen am Trägerprofil befestigt werden, nur mit sehr großem Aufwand umsetzbar.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Abstandshalter anzugeben, der einfacher mittels eines Roboters an dem Trägerprofil befestigt werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Abstandshalter der eingangs genannten Art vorgesehen, dass er trägerprofilseitig ein Befestigungselement mit Halterabschnitten aufweist, die beim Einstecken in eine Öffnung des Trägerprofils aus einem unverformten Zustand zum Passieren der Öffnung elastisch verformbar sind und im eingesteckten Zustand selbsttätig in den unverformten Zustand zurückkehren und die Öffnung hintergreifen.
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Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, den Abstandshalter in das Trägerprofil einsteckbar zu realisieren, so dass lediglich noch eine translatorische Bewegung zum Einstecken durch einen Roboter erforderlich ist. Dazu ist am Abstandshalter ein Befestigungselement mit Halteabschnitten vorgesehen, das aus einem elastischen Material, insbesondere einem Kunststoff hergestellt ist und beim Durchdringen der Öffnung des Trägerprofils elastisch verformt wird. Die Halteabschnitte sind dabei so ausgebildet, dass sie nach dem Passieren der Öffnung, wenn der Abstandshalter das Trägerprofil berührt, von selbst in den unverformten Zustand zurückkehren. Dabei hintergreifen sie die Öffnung so, dass die Halteabschnitte den Abstandshalter auf der im abgewandten Seite des Trägerprofils verriegeln und er nicht zerstörungsfrei durch Herausziehen demontierbar ist.
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Ein erfindungsgemäßer Abstandshalter ermöglicht somit vorteilhafterweise ein automatisiertes Einsetzen in das Trägerprofil, da beispielsweise ein Roboterarm lediglich eine lineare Bewegung mit einer für ein Verformen des Befestigungselements ausreichender Kraft in Richtung der Öffnung des Trägerprofils ausführen muss. Dies ermöglicht eine aufwandsarme Anbringung von Abdeckungen an Schaltschränken mittels des Abstandshalters, insbesondere bei einer Serienfertigung mit hohen Stückzahlen unter Verwendung eines Roboters.
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Eine bevorzugte Ausführung sieht vor, dass das Befestigungselement hakenartig mit zwei spiegelsymmetrisch angeordneten Hakenspitzen als Halteabschnitten ausgebildet ist. Ein solches Befestigungselement umfasst mithin einen Schenkel, an dessen trägerprofilseitigem freien Ende zwei Hakenspitzen spitzwinklig angeordnet sind. Anders ausgedrückt weist das Befestigungselement die Form eines Zwillingshakens auf. In Abhängigkeit der Geometrie der Öffnung ist es darüber hinaus auch möglich, dass an dem Befestigungselement mehr als zwei, insbesondere vier, Hakenspitzen angeordnet sind.
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Es ist bei einem erfindungsgemäßen Abstandshalter des Weiteren zweckmäßig, wenn das Befestigungselement auf einer gegengleich zur Öffnung des Trägerprofils ausgebildeten unrunden Erhebung des Abstandshalters ausgebildet ist. Die Erhebung ist also bezüglich einer trägerprofilseitigen Auflagefläche des Abstandshalters so ausgebildet, dass sie zusammen mit dem Befestigungselement in die Öffnung einführbar ist. Durch die unrunde Grundfläche sowohl der Öffnung als auch der Erhebung wird sichergestellt, dass der Abstandshalter drehfest in der Öffnung gehaltert ist. Die Erhebung überschreitet dabei sinnvollerweise nicht die Stärke (Dicke) des Trägerprofils und ist dünner als der geringste Abstand zwischen Hakenspitze und Auflagefläche.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass der Abstandshalter trägerprofilseitig einen, bevorzugt zwei, zur Aufnahme in eine Ausnehmung des Trägers ausgebildete Vorsprünge aufweist. Die Vorsprünge stellen dabei sicher, dass der Abstandshalter drehfest am Trägerprofil befestigt ist und teilen sich diese Aufgabe mit der Erhebung. Es wird besonders bevorzugt, dass die Vorsprünge und das Befestigungselement in gerader Linie und/oder gleichmäßig beabstandet zueinander angeordnet sind.
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Bei einem erfindungsgemäßen Abstandshalter mit einem oder zwei Vorsprüngen wird es bevorzugt, wenn der Vorsprung eine runde Grundfläche aufweist. So kann eine möglichst einfache Realisierung der Vorsprünge erzielt werden, insbesondere sind aber auch dazu passend ausgebildete Trägerprofile einfach herstellbar.
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Es wird bei dem erfindungsgemäßen Abstandshalter besonders bevorzugt, dass er abdeckungsseitig zwei mit ihrem freien Ende zu seinem trägerprofilseitigen Ende weisende Klemmelemente zum Klemmen eines die Abdeckung durchsetzenden Bolzens aufweist. Da für die Befestigung an einem erfindungsgemäßen Abstandshalter vorgesehene Abdeckungen häufig einen ihrer Befestigung dienenden Bolzen aufweisen, der an seinem abstandshalterseitigen Ende wenigstens eine Einkerbung aufweist, werden zu dessen Befestigung Klemmelemente vorgesehen, in die die Einkerbung einrastbar ist. Es ist dabei besonders vorteilhaft, wenn der Bolzen zwei gegenüberliegende Einkerbungen aufweist, die ihn nicht vollständig in Umfangsrichtung umgeben, so dass die Klemmelemente in einer nicht in die Einkerbungen eingerasteten Drehstellung des Bolzens über diesen gleiten können und er so aus dem Abstandshalter entnehmbar ist. Im Zusammenwirken von Klemmelementen und Bolzen ergibt sich dann eine ähnliche Befestigung wie bei einem Bajonettverschluss.
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Es ist im Rahmen der Erfindung bei einem Abstandshalter mit Klemmelementen von besonderem Vorteil, wenn in deren Bereich ein eine Öffnung aufweisender Steg angeordnet ist, durch die der Bolzen einsetzbar ist. Ein solcher vorzugsweise parallel zum Trägerprofil verlaufender Steg führt dabei den Bolzen und verhindert sein Verkanten. Dabei ist der Steg bevorzugt abdeckungsseitig bezüglich der Klemmelemente angeordnet.
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Es ist beim erfindungsgemäßen Abstandshalter des Weiteren vorteilhaft, wenn er abdeckungsseitig an einer, bevorzugt zwei gegenüberliegenden, Seiten ein, bevorzugt zwei voneinander beabstandete und einander gegenüberliegende, Zapfen aufweist, welche in gegengleiche Vertiefungen der Abdeckung einführbar sind. Solche Zapfen sind vorzugsweise parallel zum Bolzen ausgerichtet und greifen so in die gegengleiche Vertiefung der Abdeckung, dass sie drehfest am Abstandshalters angeordnet ist.
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Daneben kann es bei einem erfindungsgemäßen Abstandshalter vorgesehen sein, dass er an entgegengesetzten Seiten wenigstens zwei zum Greifen des Abstandshalters durch ein Zangenwerkzeug, insbesondere einen Robotergreifer, ausgebildete Mulden aufweist. Es ist zur automatischen Montage des erfindungsgemäßen Abstandshalter besonders vorteilhaft, wenn er nicht nur einfach am Trägerprofil anbringbar ist, sondern auch sicher durch den Greifer des Roboters aufnehmbar und führbar ist. Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn vier in einer zum Trägerprofil parallelen Ebene in einem Rechteck angeordnete Mulden am Abstandshalter ausgebildet sind, so dass geeignete Angriffsflächen für das Zangenwerkzeug ausgebildet sind. Es wird besonders bevorzugt, dass die Tiefenstruktur der Mulden gegengleich zu den Außenkonturen des in die Mulden greifenden Teils des Zangenwerkzeugs ausgebildet ist.
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Es ist bei einem zuvor beschriebenen Abstandshalter ferner von besonderem Vorteil, wenn die Mulden abdeckungsseitig ausgebildet sind. Es kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass die Mulden in einem Bereich zwischen dem Steg und den Klemmelementen angeordnet sind.
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Es ist bei einem erfindungsgemäßen Abstandshalter des Weiteren besonders vorteilhaft, wenn er an gegenüberliegenden Seiten jeweils wenigstens eine schräg in Richtung seines trägerprofilseitigen Endes von außen nach innen verlaufende Kerbe aufweist, in welche ein Vorsprung einer Schottwand einsetzbar ist. Derartige Schottwände dienen dazu, den von der Abdeckung abgedeckten Bereich des Schaltschrankes auch seitlich, insbesondere senkrecht zur Abdeckung, vor Berührungen zu schützen. Die Schottwände weisen dabei typischerweise einen schräg angeordnete Vorsprung auf, der in die Kerbe des Abstandshalters einsetzbar ist. Es ist dabei besonders zweckmäßig, wenn die wenigstens eine Kerbe zwischen dem Klemmelement und dem Befestigungselement angeordnet ist.
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Schließlich wird es bei einem erfindungsgemäßen Abstandshalter besonders bevorzugt, wenn er bezüglich einer, bevorzugt zweier zueinander senkrechter, Symmetrieebenen symmetrisch ist. Es wird dabei insbesondere bevorzugt, wenn sich diese Ebenen in einer zum Trägerprofil senkrechten Achse durch das Befestigungselement schneiden. Ein solcher symmetrischer Abstandshalter ist mit Vorteil besonders einfach automatisiert verarbeitbar, da er in mehreren Ausrichtungen am Trägerprofil anbringbar ist und so zusätzliche Drehbewegungen des Robotergreifers vermieden werden können. Im Übrigen vereinfacht sich dadurch die Zuführung von Abstandshaltern zu dem, da die Ausrichtung einzelner Abstandshalter keine Rolle spielt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Abstandshalters;
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2 eine Detaildarstellung des in 1 gezeigten an einem Trägerprofil angebrachten Abstandshalters im Bereich seines Befestigungselementes;
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3 eine Seitenansicht des in 1 gezeigten, an dem Trägerprofil angebrachten Abstandshalters mit einer an ihm befestigten Abdeckung; und
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4 eine perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten Abstandshalters an einem Zangenwerkzeug eines Robotergreifers.
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1 ist eine perspektivische Darstellung eines Abstandshalters 1, umfassend ein Befestigungselement 2, zwei Vorsprünge 3, 4, zwei Klemmelemente 5, 6, einen Steg 7, zwei Zapfen 8, 9, vier Mulden 10, 11, 12, wovon eine durch den Zapfen 8 verdeckt ist, sowie vier Kerben 13, 14, 15, 16.
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Das Befestigungselement 2 umfasst einen Schenkel 17, von dem zwei Hakenspitzen 18, 19 spitz abgewinkelt sind, wobei der Schenkel 17 senkrecht auf einer Auflagefläche 20 entlang einer Längsachse 21 des Abstandshalters 1 ausgebildet ist. Die Vorsprünge 3, 4 sitzen ebenfalls senkrecht auf der Auflagefläche 20 auf und haben eine runde Grundfläche. Dabei verjüngen sie sich zu ihrem freien Ende hin.
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Auf der gegenüberliegenden Seite des Abstandshalters 1 sind die Klemmelemente 5, 6 elastisch verformbar und zungenartig ausgebildet. Sie weisen abgewinkelt in Richtung des Befestigungselements 2. Dabei berühren sie sich nicht, sondern weisen einen Zwischenraum auf, welcher zentral von der Längsachse 21 durchlaufen wird.
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Oberhalb der Klemmelemente 5, 6 ist der senkrecht bezüglich der Längsachse 21 verlaufende Steg 7 angeordnet, welcher eine Öffnung 22 aufweist. Die Öffnung 22 hat eine kreisrunde Grundfläche, deren Mittelpunkt auf der Längsachse 21 liegt. Auf einem Teil des Steges sind im Wesentlichen parallel zur Längsachse 21 verlaufend die Zapfen 8, 9 vorgesehen, die die Form einer abgestumpften vierseitigen Pyramide, deren Höhe parallel zur Längsachse 21 verläuft, aufweisen.
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Die Mulden 10, 11, 12 sind als Aussparungen im Bereich des Steges und darunter liegender Teile des Abstandshalters 1 ausgebildet. Ferner sind die Kerben 13, 14, 15, 16 unterhalb der Klemmelemente spitzwinklig von außen nach innen in dem Abstandshalter 1 ausgebildet, so dass – wie weiter unten beschrieben – eine Schottwand in ein Paar Kerben 13, 14 bzw. 15, 16 eingesetzt werden kann.
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Der Abstandshalter 1 ist bezüglich einer die Längsachse 21 umfassenden Symmetrieebene 23 symmetrisch. Darüber hinaus ist er auch bezüglich einer senkrecht durch die Symmetrieebene 23 verlaufende, diese in der Längsachse 21 schneidende weitere Symmetrieebene (nicht gezeigt) symmetrisch ausgebildet. Er kann mithin bezüglich dieser Symmetrieebenen 23 in beliebiger Ausrichtung befestigt werden.
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Um eine einfache Fertigung, beispielsweise im Rahmen eines Spritzgußverfahrens, zu ermöglichen, ist der Abstandshalter 1 so konstruiert, dass er keine Stelle mit einer Materialstärke von mehr als 3 mm aufweist. Dazu sind beispielsweise in den Zapfen 8, 9 Hohlräume 24, 25, 26, 27 ausgebildet, wodurch ein schnelleres Auskühlen dieser relativ großvolumigen Elemente des Abstandshalters 1 ermöglicht wird. Vergleichbare Hohlräume finden sich auch, jedoch in 1 nicht sichtbar, innerhalb des Befestigungselements 2 und der Vorsprünge 3, 4. Darüber hinaus sind auch die übrigen Bereiche des Abstandshalters 1, insbesondere der Bereich zwischen den Kerben 13, 14, 15, 16 und dem Befestigungselement 2 nicht massiv ausgeführt, sondern im Querschnitt mit einem H-Profil. So wird auch hier ein zügiges Auskühlen sowie ein sparsamer Materialverbrauch ermöglicht.
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Schließlich weist der Abstandshalter 1 eine Beschriftungsfläche 49 auf. Auf ihr kann, insbesondere in einem Lasergravurverfahren, ein den Abstandshalter 1 kennzeichnender Text, wie eine Produktbezeichnung, eine Artikelnummer oder eine Chargenkennung, aufgebracht werden.
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2 zeigt eine Detaildarstellung des an einem Trägerprofil 28 angebrachten Abstandshalters 1 im Bereich des Befestigungselements 2. Das Trägerprofil 28 weist eine Öffnung 29 mit abgerundet rechteckiger Grundfläche sowie vier mit ihr auf einer Linie liegende Ausnehmungen 30, 31, 32, 33 auf. Die Öffnung 29 sowie die Ausnehmungen 30, 31, 32, 33 sind bezüglich ihrer Mittelpunkte gleich beabstandet. Zum Anbringen des Abstandshalters 1 an dem Trägerprofil 28 ist das Befestigungselement 2 in die Öffnung 29 eingesteckt, indem die über die äußere Begrenzung der Öffnung 29 hinaus abstehenden Hakenspitzen 18, 19 elastisch verformt wurden und im eingesteckten Zustand wieder ihre unverformte Form wie in 2 gezeigt eingenommen haben. Dabei hintergreifen sie die Öffnung 29 und arretieren so den Abstandshalter 1 am Trägerprofil 28.
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Das Befestigungselement 2 ist auf einer Erhebung 34 an der Auflagefläche 20 ausgebildet. Die Erhebung 34 ist gegengleich zur Öffnung 29 geformt und weist eine Höhe auf, die in etwa der Stärke des Materials des Trägerprofils 28 entspricht. Durch die unrunde Form der Öffnung 29 und der Erhebung 34 ist ein Verdrehen des Abstandshalters 1 im eingesteckten Zustand nicht möglich. Dies wird ferner dadurch unterstützt, dass die Vorsprünge 3, 4 innerhalb der Ausnehmung 31, 32 liegen und so auch Drehmomente aufgenommen werden können.
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3 zeigt eine Seitenansicht des an dem Trägerprofil 28 angebrachten Abstandshalters 1 mit einer an ihm befestigten Abdeckung 35. Die Abdeckung 35 weist dazu zwei Vertiefungen 36, 37 auf, in die die Zapfen 8, 9 eingeführt sind. Die Abdeckung 35 ist mittels eines Bolzens 38 am Abstandshalter 1 befestigt, welcher die Abdeckung 35 und die Öffnung 22 des Stegs 7 durchsetzt. Der Bolzen 38 weist dabei zwei Einkerbungen 39, 40 an zwei gegenüberliegenden Seiten auf, in welche die Klemmelemente 5, 6 greifen und so ein Herausziehen des Bolzens verhindern. Die Klemmelemente werden beim Einstecken des Bolzens 38 elastisch verformt und bewegen sich nach Erreichen der Einkerbung 39, 40 in den gezeigten Zustand zurück. Bei einer Drehung des Bolzens um 90° greifen die Klemmelemente 5, 6 nicht mehr in die Einkerbung 39, 40, so dass der Bolzen 38 dann aus dem Abstandshalter 1 entnehmbar und die Abdeckung 35 abnehmbar ist. Dabei gleiten die Klemmelemente 5, 6 entlang des Bolzens 38.
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Darüber hinaus ist in 3 eine Schottwand 41 gezeigt, welche einen angewinkelten Vorsprung 42 aufweist. Dieser greift in die Kerben 13, 14, so dass die Schottwand 41 mit dem Abstandshalter 1 verbunden ist. Durch die Spiegelsymmetrie des Abstandshalters 1 kann dieser in beliebiger Ausrichtung am Trägerprofil 28 befestigt werden und die Schottwand 41 auch in die Kerben 15, 16 aufnehmen.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Abstandshalters 1 an einem Zangenwerkzeug 43 eines Robotergreifers. Das Zangenwerkzeug 43 weist zwei Backen 45, 46 auf, an denen jeweils Endstücke 47, 48 angeordnet sind. Diese Endstücke greifen in die vier gegengleich zu ihnen ausgebildeten Mulden 10, 11, 12 und ermöglichen so ein Bewegen und Einstecken des Abstandshalters 1 im Rahmen einer automatisierten Bestückung von Schaltschränken.
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Darüber hinaus weist der Abstandshalter 1 eine weitere Beschriftungsfläche 50 auf, welche ähnlich wie die ihr gegenüberliegende Beschriftungsfläche 49 genutzt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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