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Die Erfindung betrifft eine Fronttafeldichtung eines Befehls- und Meldegeräts, insbesondere eines Drehbetätigers, die einen zylindrischen Grundkörper und eine diesen zylindrischen Grundkörper umgebende Umrandung aufweist, sowie ein Befehls- und Meldegerät mit einer solchen Fronttafeldichtung.
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Derartige Drehbetätiger werden zur Befehlseingabe an so genannten Maschinen/Mensch-Schnittstellen regelmäßig verwendet. Dabei ist nicht nur eine Verwendung zur Schaltung von Steuerströmen, sondern auch für Leistungsschaltungen denkbar, indem der Drehbetätiger als Auslöser für Leistungsschalter eingesetzt wird. An diese Drehbetätiger werden hohe Anforderungen bezüglich Lebensdauer, Robustheit, Abdichtung des elektrischen Teils gegen Wasser und Schmutz gestellt. Außerdem soll die Herstellung möglichst kostengünstig und prozesssicher sein.
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Diese Befehlsgeräte werden in Schalttafeln, Bedientableaus, Schaltschranktüren oder Gehäusedeckel montiert. Befehlsgeräte sind in der Regel modular aufgebaut. Das bedeutet, sie bestehen aus einem Betätiger, einem Befestigungsteil, wie zum Beispiel einer Ringmutter oder einem Montagehalter und einem oder mehreren Schaltelementen, die als Öffner- oder Schlie-ßerschaltglieder ausgeführt sind. Zur Montage wird der Betätiger in der Regel von vorn durch ein Loch in der Schalttafel geführt und von hinten mittels eines Befestigungsteils montiert. Die Schaltelemente werden mit Schrauben, Schnapphaken oder Riegeln mechanisch am Betätiger oder am Befestigungsteil befestigt. Die elektrische Verbindung der Schaltelemente mit der Steuerung erfolgt über Anschlussklemmen.
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Drehbetätiger können durch Drehen verschiedene Schaltpositionen einnehmen, um beispielsweise einen Motor ein- oder auszuschalten.
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Betätiger müssen vielschichtigen Anforderungen gerecht werden. So sollten sie sich zum Beispiel einfach montieren lassen und für den Kunden eine gewisse Attraktivität aufweisen. Die wichtigste Anforderung jedoch ist, die Anlagen zu schalten oder in den sicheren Zustand zu versetzen und dies auch an Orten, die allen möglichen Umwelteinflüssen ausgesetzt sind. Dafür stellt die entsprechende Schutzart die Dichtungsanforderung an diese Produktgruppe dar, um die anhaltende Betriebsfähigkeit der Geräte zu gewährleisten. Um diesen Zustand zu erreichen, sind verschiedene Dichtungskonzepte auf dem Markt.
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Zur Abdichtung der Betätiger gegenüber der Frontplatte und zur Vorfixierung in der Frontplatte wurden bisher auf alle Betätiger Dichtungen fest montiert oder in anderer Form fest angebracht, d. h., die Dichtung wurde direkt auf den rohrförmigen Körper aufgebracht.
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Aus der Druckschrift
EP 2 689 167 B1 ist ein aus mehreren Komponenten ausgebildetes Dichtungselement mit einem Dichtungsbereich und einen Klemmbereich für ein Befehls- und Meldegerät bekannt, wobei der Dichtungsbereich des Dichtungselementes aus widerstandsfähigem, nicht biegeschlaffem Material, der Klemmbereich dagegen aus einem elastischen Material hergestellt ist. Ferner ist aus der Druckschrift
EP 1 811 210 A1 eine Radialdichtung zwischen einem innerhalb der Radialdichtung angeordneten ersten Bauteil und einem radial außerhalb der Radialdichtung angeordneten zweiten Bauteil bekannt, bei der ein erstes Versteifungselement eine innere Dichtfläche gegen eine radial nach außen wirkende Presskraft abstützt, und ein zweites Versteifungselement eine äußere Dichtfläche gegen eine radial nach innen wirkende Presskraft abstützt.
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Der Nachteil der bisher aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen besteht darin, dass die Dichtungen bei einem großen Anforderungsprofil keinen ausreichenden Schutz gegen Umwelteinflüsse und Staub ermöglichten.
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Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Fronttafeldichtung für ein Befehls- und Meldegerät zu schaffen, welche hinsichtlich der Dichtwirkung zwischen Frontplatte und Betätiger ein anspruchsvolles Anforderungsprofil erfüllt, sowie ein Befehls- und Meldegerät mit einer solchen Dichtung anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch eine Fronttafeldichtung eines Befehls- und Meldegeräts mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Befehls- und Meldegerät gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Fronttafeldichtung für ein Befehls- und Meldegerät gelöst, insbesondere für einen Drehbetätiger, die einen zylindrischen Grundkörper und eine diesen zylindrischen Grundkörper umgebende Umrandung aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Fronttafeldichtung aus mindestens zwei Komponenten ausgebildet ist, wobei die eine Komponente elastische und die andere Komponente unelastische Eigenschaften aufweist. Die eine Komponente ist dabei eine erste Komponente, aus der die Umrandung besteht, und die andere Komponente eine zweite Komponente, die in der Umrandung des zylindrischen Grundkörpers der Fronttafeldichtung angeordnet ist, wobei die zweite, unelastische Komponente teilweise von der umgebenden Umrandung der Fronttafeldichtung (11) ummantelt ist und teilweise frei, ohne Ummantelung der ersten Komponente, ausgebildet ist.
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Der Kern der Erfindung besteht darin, eine Mehrkomponentendichtung zu konzipieren, welche zumindest zwei unterschiedliche Komponenten aufweist. Eine Komponente dieser Fronttafeldichtung zeichnet sich durch ihren elastischen, gummiartigen Charakter aus, wodurch die erfindungsgemäße Dichtung deformierbar und auf die jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten anpassbar wird. Diese gummiartige Komponente zeichnet sich außerdem dadurch aus, dass sie an der zweiten Komponente positionsstabil haftet und nicht verrutscht, so dass sich die Position der Forttafeldichtung am Befehls- und Meldegerät und an der Fronttafel auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen nicht ändert.
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Die wesentliche zweite Komponente der Fronttafeldichtung ist unelastisch, nicht deformierbar und gummifrei bzw. basiert nicht auf einem Gummimaterial, d.h. sie ist kein Vulkanisat eines Natur- oder Synthesekautschuks. Die zweite Komponente ist vorzugsweise als Ring ausgebildet und aus einem Metall, einer Legierung oder Edelstahl oder durch Beschichtung aus mehreren Metallen oder aus anderen Materialien mit einem vergleichbaren Härtegrad wie Edelstahl gefertigt. Die Oberfläche der zweiten Komponente kann glatt, rau oder mit Geometrien wie bspw. Riffelungen versehen sein, um die Haftung der ersten Komponente zu optimieren. Es ist auch denkbar, dass die zweite Komponente aus unterschiedlichen Einzelmetallen durch eine oder mehrere Beschichtungen ausgebildet ist. Es ist auch möglich, dass die zweite Komponente aus einer Mehrzahl an Einzelringen ausgebildet ist, welche durch Schmelzen oder einer ähnlichen Verbindungstechnik miteinander verbunden sind.
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In einer Fortführung dieses erfindungsgemäßen Konzepts kann es vorgesehen sein, dass die eine Komponente ein Gummi ist.
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In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung kann ein weiteres Konzept darin bestehen, dass das Gummi aus einem Acrylnitril-Butadien -Kautschuk gefertigt ist. Die aus Nitrilkautschuk hergestellten Gummielemente besitzen eine große Beständigkeit gegenüber Ölen, Fetten und Kohlenwasserstoffen, ein günstiges Alterungsverhalten sowie einen geringen Abrieb. Der Acrylnitrilanteil in NBR kann zwischen 18 und 50 Prozent liegen und beeinflusst dabei folgende Eigenschaften:
- - Quellbeständigkeit
- - Elastizität
- - Kälteflexibilität
- - Gasdurchlässigkeit
- - Druckverformungsrest
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So zeigt ein NBR-Werkstoff mit 18 Prozent Acrylnitrilanteil eine sehr gute Tieftemperatur-Flexibilität bis ca. -38 °C bei mäßiger Öl- und Kohlenwasserstoffbeständigkeit, ein solcher mit 50 Prozent Acrylnitrilanteil hingegen eine Tieftemperatur-Flexibilität nur bis ca. -3 °C, dafür aber optimale Öl- und Kohlenwasserstoffbeständigkeit. Mit steigendem Acrylnitrilanteil verringern sich die Elastizität und die Gasdurchlässigkeit, zudem wird der Druckverformungsrest schlechter. Werkstoffe auf Basis dieses Synthesekautschuks sind aufgrund ihrer guten technologischen Eigenschaften für sehr viele Anwendungsgebiete geeignet.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die zweite Komponente aus einem Ring oder aus einer Mehrzahl an Ringen hergestellt ist.
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In einer Fortführung dieses erfindungsgemäßen Konzepts kann es vorgesehen sein, dass der Ring oder die Mehrzahl an Ringen aus Edelstahl oder Metall oder einer Legierung oder durch Beschichtung aus mehreren Metallen oder aus anderen Materialien mit einem vergleichbaren Härtegrad wie Edelstahl gefertigt ist. Diese Materialien können Kunststoff ähnlichen oder Zement ähnlichen Charakter aufweisen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die umgebende Umrandung teilweise in Form von nacheinander angeordneten Dichtungslippen ausgebildet ist.
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In einer Fortführung dieses erfindungsgemäßen Konzepts kann es vorgesehen sein, dass der zylindrische Grundkörper der Fronttafeldichtung in einem Endbereich konisch zusammenlaufend ausgebildet ist.
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Die Aufgabe wird außerdem durch ein Befehls- und Meldegerät mit einer Fronttafeldichtung mit den oben beschriebenen Eigenschaften gelöst.
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In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung kann ein weiteres Konzept darin bestehen, dass das Befehls- und Meldegerät ein Drehbetätiger ist.
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Die erfindungsgemäße Fronttafeldichtung eines Befehls- und Meldegeräts, insbesondere eines Drehbetätigers, weist einen zylindrischen Grundkörper und eine diesen zylindrischen Grundkörper umgebende Umrandung auf. Der zylindrische Grundkörper weist einen Endbereich auf, welcher entgegengesetzt zur Umrandung angeordnet ist und vorzugsweise leicht konisch zusammenläuft. Im zylindrischen Grundkörper sind vorzugsweise alternierend Aussparungen und Vorsprünge angeordnet, welche vom Endbereich zur Umrandung hin vorzugsweise parallel zueinander positioniert sind. Die Aussparungen sind vorzugsweise sacklochartige Ausnehmungen, welche keinen kompletten Durchgriff ermöglichen. Durch die alternierende Anordnung der Aussparungen und Vorsprünge erreicht die Fronttafeldichtung eine angemessene Flexibilität. In der umgebenden Umrandung des zylindrischen Grundkörpers der Fronttafeldichtung ist eine zweite Komponente vorzugsweise in Form eines Metallrings angeordnet. Die zweite Komponente der Fronttafeldichtung ist nur teilweise von der ersten Komponente ummantelt und teilweise frei und ohne Ummantelung durch die erste Komponente, vorzugsweise einem Gummi, ausgebildet so dass der Abschluss der Fronttafeldichtung an der Umrandung von der zweiten Komponente ausgebildet ist. Auf der zweiten Komponente ist die erste Komponente in Form von Dichtlippen ausgebildet, welche derart angeordnet sind, dass sie sich komprimieren lassen. Die erste Komponente wird auf der zweiten Komponente durch einen speziellen Haftmechanismus wie bspw. einer Klebung befestigt.
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Die erfindungsgemäße Fronttafeldichtung ist zwar als Schüttgut einstückig ausgeformt, basiert aber auf mindestens zwei Komponenten, wobei zumindest eine elastische Komponente und eine unelastische Komponente als Bestandteile des Dichtungselements vorgesehen sind.
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Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung erläutert.
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Dabei zeigen schematisch:
- 1 in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Fronttafeldichtung;
- 2 in einer Schnittdarstellung eine erfindungsgemäße Fronttafeldichtung im verbauten Zustand am Befehls- und Meldegerät.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Fronttafeldichtung. Die erfindungsgemäße Fronttafeldichtung eines Befehls- und Meldegeräts, insbesondere eines Drehbetätigers, weist einen zylindrischen Grundkörper 1 und eine diesen zylindrischen Grundkörper 1 umgebende Umrandung 2 aus einer ersten Komponente auf. Der zylindrische Grundkörper 1 weist einen Endbereich 3 auf, welcher entgegengesetzt zur Umrandung 2 angeordnet ist und vorzugsweise leicht konisch zusammenläuft. Im zylindrischen Grundkörper 1 sind vorzugsweise alternierend Aussparungen 4 und Vorsprünge 5 angeordnet, welche vom Endbereich 3 zur Umrandung 2 hin vorzugsweise parallel zueinander positioniert sind. Die Aussparungen 4 sind vorzugsweise sacklochartige Ausnehmungen, welche keinen kompletten Durchgriff ermöglichen. Durch die alternierende Anordnung der Aussparungen 4 und Vorsprünge 5 erreicht die Fronttafeldichtung eine angemessene Flexibilität. In der umgebenden Umrandung 2 des zylindrischen Grundkörpers der Fronttafeldichtung ist eine zweite Komponente 6 vorzugsweise in Form eines Metallrings angeordnet. Die zweite Komponente 6 der Fronttafeldichtung ist nur teilweise von der ersten Komponente ummantelt, so dass der Abschluss der Umrandung 2 von der zweiten Komponente 6 ausgebildet ist, welche dann frei und ohne Ummantelung durch die erste Komponente, vorzugsweise einem Gummi, vorliegt. Auf der zweiten Komponente 6 ist die erste Komponente in Form von Dichtlippen 7 ausgebildet, welche derart angeordnet sind, dass sie sich komprimieren lassen. Die erste Komponente wird auf der zweiten Komponente durch einen speziellen Haftmechanismus wie bspw. eine Klebung befestigt.
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Die erfindungsgemäße Fronttafeldichtung ist zwar als Schüttgut einstückig ausgeformt, basiert aber auf mindestens zwei Komponenten, wobei zumindest eine elastische Komponente und eine unelastische Komponente als Bestandteile des Dichtungselements vorgesehen sind.
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In 2 ist eine erfindungsgemäße Fronttafeldichtung an einem Befehls- und Meldegerät, insbesondere einem Drehbetätiger, verbaut, dargestellt. Das Befehls- und Meldegerät weist einen zylindrischen Grundkörper 8 sowie eine Betätigungshandhabe 9 auf, welche auf den zylindrischen Grundkörper 8 aufgesetzt ist. Die Betätigungshandhabe 9 ist dabei drehbar im zylindrischen Grundkörper 8 des Befehls- und Meldegeräts gelagert. In 2 ist der in einer Fronttafel 10 verbaute Zustand des Befehls- und Meldegeräts dargestellt. Im verbauten Zustand ist der zylindrische Grundkörper 8 des Befehls- und Meldegeräts durch eine Aussparung in der Fronttafel 10 geführt. Die Betätigungshandhabe 9 befindet sich im verbauten Zustand vor der Fronttafel 10. Zwischen dem zylindrischen Grundkörper 8 des Befehls- und Meldegeräts und der Fronttafel 10 ist im Bereich der Betätigungshandhabe 9 die erfindungsgemäße Fronttafeldichtung 11 angeordnet. Die Fronttafeldichtung 11 weist zwei Funktionsbereiche auf. Der erste Funktionsbereich liegt am zylindrischen Grundkörper 8 des Befehls- und Meldegeräts an und dient als Klemmbereich 12. Der zweite Funktionsbereich wird durch die Umrandung 2 gestellt, liegt auf der Fronttafel 10 auf und dient als Dichtungsbereich 13, insbesondere vor Staub.
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Die erfindungsgemäße Fronttafeldichtung für ein Befehls- und Meldegerät, insbesondere für einen Drehbetätiger zeichnet sich dadurch aus, dass sie hinsichtlich der Dichtwirkung zwischen Frontplatte und Betätiger ein anspruchsvolles Anforderungsprofil durch Verwendung eines Mehrkomponentensystems mit unterschiedlichen Eigenschaften erfüllt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- zylindrischer Grundkörper
- 2
- umgebende Umrandung
- 3
- Endbereich
- 4
- Aussparung
- 5
- Vorsprung
- 6
- zweite Komponente
- 7
- Dichtlippe
- 8
- zylindrischer Grundkörper
- 9
- Betätigungshandhabe
- 10
- Fronttafel
- 11
- Fronttafeldichtung
- 12
- Klemmbereich
- 13
- Dichtungsbereich
