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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur schraubenlosen Befestigung von Elementen aneinander.
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Elektrische Vorschaltgeräte für Gasentladungslampen
oder andere elektrische Betriebsmittel weisen in der Regel ein Gehäuse auf,
das beim Einsatz des betreffenden Betriebsmittels, beispielsweise in
einer Leuchte, mit einem anderen Element, z.B. einem Leuchtenblech,
einer Tragschiene oder dergleichen, zu verbinden ist. Dazu kommen
Schrauben, Niete oder sonstige bekannte Befestigungsmittel in Betracht.
Es kommt bei solchen Befestigungen häufig darauf an, einen sicheren
mechanischen Sitz zu erreichen, wobei zumindest in einigen Fällen zusätzlich noch
eine sichere elektrische Verbindung zwischen dem betreffenden Gerätegehäuse und
dem Element herzustellen ist, mit dem das Gerätegehäuse zu verbinden ist. Auch
kann es erforderlich sein, sichere mechanische und elektrische Verbindungen zwischen
verschiedenen Gehäuseteilen
herzustellen.
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In jedem Fall kommt es darauf an,
die Verbindung kostengünstig,
prozesssicher und mit geringen Kosten herzustellen.
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Aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift
DE 90 15 224 U ist
zur Befestigung eines Metallfederkamms an einer Tür in einem
Computergehäuse
eine Crimpverbindung bekannt. Zu dieser gehören plastisch verformbare Zungen
an einem Federblechstreifen, denen Verankerungsöffnungen in einem Metallteil
zugeordnet sind, an dem der Federblechstreifen zu befestigen ist.
Die Zungen sind an dem Federblechstreifen durch einen i-förmigen Schnitt definiert. Die
Zungen weisen einen in Draufsicht trapezförmigen Umriss auf, wobei das
breite Ende jeder Zungen hammerkopfartig ausgebildet sein kann.
Im letztgenannten Fall sind auch die Befestigungsöffnungen des
anderen Bauteils hammerkopfartig ausgebildet. Die Länge der
Zungen ist so bemessen, dass diese nicht durch die Öffnungen
des anderen Blechteils ragen sondern auf der Rückseite glatt mit diesem abschließen.
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Diese Art der Verbindung reicht für leichte mechanische
Befestigungsaufgaben und zur Übertragung
geringer Ströme,
wie sie zur Abschirmung von Computergehäusen erforderlich werden, aus. Jedoch
kann damit keine sichere Masseverbindung im Sinne einer sicheren Übertragung
von Fehlerströmen
und eine anspruchsvolle mechanische Befestigung erreicht werden.
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Weiter ist aus der
DE 35 06 860 A1 eine Einrichtung
zum Verbinden von flächigen
Bauteilen bekannt, die im rechten Winkel zueinander anzuordnen sind.
Eines der Bauteile ist mit einem Schlitz versehen, durch das ein
hammerkopfartiger Fortsatz des anderen Bauteils ragt. Eine Verdrehung
des Hammerkopfs gegen den Schlitz bewirkt eine mechanische Verbindung
beider Bauteile miteinander.
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Diese Verbindung ist toleranzempfindlich. Die
Form des Hammerkopfs muss genau auf die Dicke des anderen Blechteils
abgestimmt sein.
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Die
DE 42 43 620 A1 offenbart ein Verfahren zum
Fügen zweier
flächiger,
dünnwandiger
Werkstücke,
von denen eines mit wenigstens einer Öffnung und das andere mit Verbindungslaschen
versehen ist. Die Verbindungslaschen erstrecken sich von dem Rand
einer z.B. kreisförmigen Öffnung radial
nach innen. Nach Übereinanderlegen
der beiden Teile werden die Verbindungslaschen zunächst rechtwinklig abgebogen,
so dass sie sich durch die Öffnung
des anderen Werkstücks
erstrecken. Danach werden sie nochmals abgewinkelt, so dass sich
an die Unter- oder Rückseite
des anderen Werkstücks
anliegen.
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Daraus leitet sich die der Erfindung
zugrunde liegende Aufgabe ab, eine einfache, zuverlässige und
kostengünstige
mechanische und elektrische Befestigungseinrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Befestigungseinrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch das Verfahren
gemäß Verfahrensanspruch
10 gelöst:
Zu
der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung gehört ein (zweites)
Element mit einem flachen Abschnitt, an dem zwei einander gegenüber liegende Zungen
ausgebildet sind, deren Flanken jeweils eine Ausnehmung aufweisen.
Diese Zungen sind dazu eingerichtet, in die Befestigungsöffnung eines
anderen (ersten) Elements hinein gebogen zu werden, wobei sie mit
ihren verbreiterten Enden dann den Rand der Befestigungsöffnung hintergreifen.
Auf diese Weise kann eine sichere mechanische Verbindung zwischen
zwei Elementen erreicht werden. Außerdem kann die Verbindung
als elektrische Kontaktierung dienen. Zwischen den Flanken der Zungen und
der Lochberandung wird eine hohe Flächenpressung erreicht, die
eine sichere elektrische Kontaktgabe ermöglicht.
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Die Befestigungseinrichtung ermöglicht außerdem die
Ausbildung einer Verbindung zwischen zwei plattenartigen Abschnitten,
die an einer Seite keinen und an der gegenüber liegenden Seite lediglich
einen geringen Überstand
aufweist. Die durch die Befestigungsöffnung gebogenen Zungen können von ihrer
Länge her
so bemessen sein, dass sie kaum über
den Rand der Befestigungsöffnung
hinaus ragen.
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Zur Ausbildung der Verbindung ist
Zugang lediglich von einer Seite der Befestigungseinrichtung erforderlich.
Die Zungen des zweiten Elements können von einer Seite her durch
die Befestigungsöffnung
des anderen Elements hindurch gestoßen werden. Dadurch ist die
Ausbildung von Verbindungen auch unter Bedingungen möglich, bei
denen kein Zugang zu einer Seite der Befestigungseinrichtung besteht.
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Darüber hinaus ist die Ausbildung
der Verbindung besonders einfach. Es genügt, die beteiligten Elemente
so übereinander
zu legen, dass die Zungen des zweiten Elements über die Befestigungsöffnung des
ersten Elements ragen. Mit einem geeigneten, beispielsweise an zwei
Flanken abgeflachten Dorn werden die Zungen dann durch die Befestigungsöffnung gestoßen. Die
Befestigungsöffnung
kann dabei sowohl rund als auch polygonal berandet sein. Die runde
Form wird wegen der Unempfindlichkeit hinsichtlich verschiedener
Winkelpositionierungen bevorzugt.
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Die Zungen weisen an ihren Enden
sowie ingesamt eine Breite auf, die geringer ist als der Durchmesser
der Befestigungsöffnung.
Dadurch können die
Zungen leicht durch die Befestigungsöffnung hindurch gestoßen werden.
Die Ausnehmungen an den Flanken der Zunge gestatten dabei, dass
sich die Zunge an den Rand der Öffnung
anlegt, wobei das dann entsprechend verbreiterte Ende der Zunge
den Rand der Befestigungsöffnung
hintergreift. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die Zungen jeweils
eine Länge
aufweisen, die die Dicke des anderen Elements übersteigt. Die Zungen müssen lediglich
um einen Winkel von etwa 90° gebogen
werden. Es erübrigt
sich, sie hinter dem die Befestigung aufweisenden Element voneinander
weg zu biegen. Es genügt,
wenn sich die durch die Befestigungsöffnung ragenden Abschnitte
der Zunge etwa parallel zueinander durch die Befestigungsöffnung erstrecken. Dies
ermöglicht
die einfache Herstellung der Verbindung durch geradliniges Einstoßen des
oben erwähnten
Dorns.
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Das zweite Element ist vorzugsweise
aus einem plastisch kaltverformbaren Werkstoff ausgebildet, so dass
die Ausbildung der Verbindung ohne gesonderte Vorbehandlung des
Elements erfolgen kann. So kann beispielsweise auf eine Erwärmung verzichtet
werden. Die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung
eignet sich insbesondere zur Verbindung von Blechteilen untereinander.
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Die Befestigungseinrichtung kann
prinzipiell dazu verwendet werden, beliebige Elemente miteinander
zu verbinden, sofern sie einen flachen plattenartigen Abschnitt
aufweisen und die hergestellte Verbindung sonstigen Ansprüchen genügt. Insbesondere
eignet sich die Befestigungseinrichtung zur Verbindung von Gehäuseteilen
untereinander, sowie zur Verbindung eines Gehäuses mit anderen Elementen, wie
beispielsweise einem Rahmen, einem Träger oder dergleichen. Beispielsweise
können
Vorschaltgeräte
oder sonstige elektrische Betriebsmittel durch eine erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung
mit einem Leuchtenblech, einer Tragschiene oder sonstigen Elementen
verbunden werden. Es genügt
dazu, an dem betreffenden Gerät,
oder alternativ an dem Element, das mit dem Gerät zu verbinden ist, die aufeinander
zu weisenden freigeschnittenen Zungen anzubringen, die an ihren
Flanken jeweils eine Ausnehmung oder Einbuchtung aufweisen, um ein
Gegenelement hintergreifen zu können.
Derartig vorbereitete Geräte
können
auf besonders einfache Weise an Tragelementen, wie Tragschienen
oder dergleichen, befestigt werden, indem sie über entsprechenden Öffnungen
positioniert und mittels Durchstoßen eines Dorns, der die Zungen
rechtwinklig in die Befestigungsöffnungen
einbiegt, befestigt werden.
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Weitere Einzelheiten von vorteilhaften
Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, der Zeichnung oder
Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
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1 ein
Vorschaltgerät,
montiert auf einer Tragschiene in perspektivischer Darstellung,
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2 das
Vorschaltgerät
nach 1 in einer ausschnittsweisen
Draufsicht in einem anderen Maßstab,
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3 ein
Element der Verbindungseinrichtung in detaillierter Draufsicht,
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4 das
Vorschaltgerät
und die Tragschiene vor Herstellung der Verbindung in einer längsgeschnittenen
Ansicht,
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5 das
Vorschaltgerät
und die Tragschiene in längsgeschnittener
Darstellung nach Herstellung der Verbindung und
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6 die
Befestigungseinrichtung nach 4 in
perspektivischer Ansicht.
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In 1 ist
ein Vorschaltgerät 1 veranschaulicht,
das auf einer Tragschiene 2 angeordnet ist. Zur Verbindung
dient eine Befestigungseinrichtung 3, die sowohl Teil des
Vorschaltgeräts 1 als
auch Teil der Tragschiene 2 ist.
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Das Vorschaltgerät 1 weist ein Gehäuse 4 auf,
das wenigstens einen flachen plattenartigen, aus Blech ausgebildeten
Abschnitt 5 aufweist. Dieser liegt flach auf einem ebenen
und somit ebenfalls plattenartigen Abschnitt 6 der Tragschiene 2 auf.
Zur Befestigung des Vorschaltgeräts 1 an
der Tragschiene 2 sind in der Tragschiene 2 und
zwar in dem Abschnitt 6 ein oder mehrere Befestigungsöffnungen 7, 8 angeordnet.
In diese greifen Zungen 11, 12, die an dem Abschnitt 5 des
Gehäuses 4 frei
gestellt sind.
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Der Abschnitt 6 mit der
Befestigungsöffnung 7 bildet
ein erstes Element der Befestigungseinrichtung 3. Der Abschnitt 5 bildet
mit den Zungen 11, 12 ein zweites Element 15 der
Befestigungseinrichtung 3.
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Das zweite Element 15 der
Befestigungseinrichtung 3 ist in 2 gesondert veranschaulicht. Der Abschnitt 5 weist
eine Öffnung 17 auf,
die beispielsweise in einem Stanzvorgang erzeugt ist. Die Öffnung 17 stellt
die beiden Zungen 11, 12 frei, die sich gegenüber liegen
und auf einander zu erstrecken. Die Öffnung 17 ist dabei
so geformt, dass jede Zunge 11, 12 an ihren beiden
Flanken 18, 19 bzw. 21, 22 jeweils
eine Einbuchtung oder Ausnehmung 23, 24 bzw. 25, 26 aufweist.
Im Übrigen
ist die Öffnung 17 doppelt
symmetrisch ausgebildet, nämlich
sowohl symmetrisch zu einer ersten Symmetrielinie 27 als auch
symmetrisch zu einer Symmetrielinie 28, die senkrecht aufeinander
stehen und beide in der Ebene des Abschnitts 5 liegen.
Entsprechend sind die Zungen 11, 12 symmetrisch
bezügl.
der Symmetrielinie 28 ausgebildet, die als Mittellinie
zwischen beiden Zungenenden liegt. Die Öffnung 17 umfasst
zwei zu der Symmetrielinie 27 symmetrische nierenförmige Bereiche,
die mittig entlang der Symmetrielinie 28 durch einen Schlitz
verbunden sind.
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Die Form der Öffnung 17 und der
Zungen 11, 12 geht im Einzelnen aus 3 hervor. Danach folgt die
Berandung der Ausnehmung 21 ausgehend von dem Zungenende
einem Radius R der etwas geringer ist als der Durchmesser der Befestigungsöffnung 7 oder 8,
wobei der Krümmungsmittelpunkt
M im Bereich des Zungenendes 12a der gegenüber liegenden
Zunge 12 liegt. Umgekehrt folgt die Berandung der Ausnehmung
23 im Bereich des Endes der Zunge 12 einer gleichen Krümmung, wobei
der Krümmungsmittelpunkt
M1 im Bereich des Zungenendes 11a der Zunge 11 liegt.
Im konkreten Ausführungsbeispiel
beträgt
der Radius beispielsweise 1,9 mm während die Befestigungsöffnung einen
Durchmesser von 4,2 mm hat. Die in geraden Kanten 41, 42 abschließenden Zungenenden 11a, 12a sind
in einem Abstand A voneinander angeordnet, der beispielsweise 0,3
mm beträgt.
Der Abstand B der Krümmungsmittelpunkte
M, M1 von der Symmetrielinie 28 ist beispielsweise auf
0,5 mm festgelegt. Die größte Breite
der Zungen 11, 12, die jeweils an ihrem Ende zu
messen ist, beträgt
beispielsweise 3,75 mm, wohingegen jede Zunge 11, 12 eine
geringste Breite D von 2 mm aufweist.
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Die Zungen 11, 12 weisen
somit in der Nähe ihres
jeweiligen freien Zungenendes 11a, 12a eine divergierende
Berandung auf. Im Anschluss an diese weist die Berandung parallele
Abschnitte 31, 32 auf, die wiederum in gekrümmte divergierende
Abschnitte 33, 34 übergehen. Auf diese Weise sind
die Ausnehmungen 21, 22, 23, 24 (bzw.
Einbuchtungen) gebildet.
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Die insoweit beschriebene Befestigungseinrichtung 3 wird
folgendermaßen
zum Verbinden der beiden Elemente 14, 15 miteinander
angewandt:
Wie 4 veranschaulicht,
erstrecken sich die Zungen 11, 12 zunächst in
einer gemeinsamen Ebene auf einander zu. In diesem Zustand wird
das Element 15 auf das Element 14 aufgelegt, so
dass die Zungen 11, 12 etwa mittig über der
Befestigungsöffnung 7 stehen.
Zur Verbindung der beiden Elemente 14, 15 miteinander
wird nun ein Dorn 35 verwendet, der einen im Querschnitt
vorzugsweise rechteckigen oder ovalen Fortsatz 36 mit abgeflachten
Flanken 37, 38 aufweist. Der Dorn 35 wird
dabei so ausgerichtet, dass die Flanken 37, 38 etwa
parallel zu den vorzugsweise gerade und parallel zueinander ausgebildeten
Zungenenden 11a, 12a ausgerichtet sind. Der Dorn 35 wird
dann in Richtung des in 4 veranschaulichten
Pfeils 43 senkrecht auf die Zungen 11, 12 zu
bewegt. Die Breite des Dorns, d.h. der Abstand der Flanken 37, 38 voneinander
ist dabei deutlich größer als
der Abstand A (3), so
dass die Zungen 11, 12 in die Befestigungsöffnung 7 eingeschwenkt
oder eingebogen werden. Die sich ergebende Konfiguration ist in 5 veranschaulicht. Die Zungen 11, 12 sind
etwa rechtwinklig abgewinkelt und durchragen mit ihren Enden die
Befestigungsöffnung 7,
wobei die Zungen 11, 12 in diesem Bereich etwa
parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Dicke des Dorns 35 ist
dabei so bemessen, dass die Enden der Zungen 11, 12 fest
an die Berandung der Öffnung 7 angepresst
sind. Die Zungen 11, 12 sind somit plastisch verformt
und behalten nach Herausziehen des Dorns 35 ihre Form bei.
Ihre verbreiterten Enden, in 5 bezeichnet
mit 44, 45, hintergreifen das Element 14 und
hintergreifen somit die Befestigungsöffnung 7 an ihrer
Berandung. Dies ist insbesondere auch aus 6 ersichtlich, die die Befestigungseinrichtung 3 nochmals
perspektivisch veranschaulicht. Die Flanken der Zungen 11, 12 können sich
in die Berandung der Befestigungsöffnung 7 einschneiden, wobei
die Zungen 11, 12 die Befestigungsöffnung 7 formschlüssig hintergreifen.
Außerdem
kann durch die etwa keilförmige
oder trapezförmige
Formgebung der Enden der Zungen 11, 12 (siehe
dazu Draufsicht gemäß 3), die durch den Radius
R erzeugt wird, beim Abwinkeln der Zungen 11, 12 eine
Kraft erzeugt werden, die die Elemente 14, 15 zusammenpresst. Zumindest
aber wird es als sinnvoll angesehen, die Länge der Zungen 11, 12 so
zu bemessen, dass der dem Radius R folgend gekrümmte Bereich der Zungen 11, 12 die
untere Berandung der Befestigungsöffnung 7 berührt, um
so einen spielfreien Sitz der Elemente 14, 15 aneinander
zu erzielen. Insoweit ist die Befestigungseinrichtung 3 relativ
unempfindlich hinsichtlich der genauen Festlegung der Dicke des ersten
Elements 14.
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Zur Verbindung von plattenförmigen Elementen 14, 15 oder
anderweitigen flachen Teilen, beispielsweise aus Blech, miteinander,
ist das erste Element 14 mit einer Befestigungsöffnung 7 und
das zweite Element 15 mit zwei entsprechenden Zungen 11, 12 versehen,
deren Enden jeweils verbreitert sind. Die Verbindung wird hergestellt,
indem die beiden Zungen 11, 12 in die Befestigungsöffnung 7 hinein
gebogen werden, wobei ihre verbreiterten Enden den Rand der Befestigungsöffnung 7 hintergreifen.