DE19753090C2 - Trägerprofil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Trägerprofil insbesondere zum Aufbau einer Automatisierungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine elektrische Vorrichtung zum Montieren an ein solches Trägerprofil.

In der Fördertechnik sowie im Anlagen- und Maschinenbau haben sich Strangprofile als Trägerkonstruktionen bewährt. Sie ermöglichen dem Anwender auf einfache und flexible Art und Weise mit wenigen Bauteilen komplette Anlagen aufzubauen. Die Strangprofile sind in der Regel in Aluminium ausgeführt und weisen Nuten auf, in denen die Strangprofile miteinander verbunden werden können. Ferner sind sie statisch derart stabil ausgeführt, daß elektrische Geräte, wie z. B. dezentrale Automatisierungskomponenten, mechanisch direkt durch das Strangprofil gehalten werden. Ein Nachteil beim Aufbauen einer Anlage mittels solcher Strangprofile ist darin zu sehen, daß die Strangprofile lediglich die zu montierenden elektrischen Geräte halten können. Zur Verkabelung der elektrischen Anlagekomponenten müssen zusätzlich zu den Strangprofilen Kabelkanäle oder Stromschienen verlegt werden, über die die Anlagekomponenten mit Energie versorgt werden und gegebenenfalls auch Daten übertragen können. Dazu geeignete Stromschienen und Kabelkanäle sind allgemein bekannt.

Aus der DE-OS 38 17 440 ist eine Stromschiene mit einem gehäuseartigen Leiterkanal aus einem Metall- oder Kunststoffprofil bekannt, entlang dessen Innenseite zwei oder mehrere Leiter aus Metall zueinander parallel angeordnet sind. An die Leiter sind Adapter zur Strom- Einspeisung und/oder -Abnahme kuppelbar. Allerdings ist der gehäuseartige Leiterkanal nicht als Trägerkonstruktion zum Aufbauen von Automatisierungsanlagen geeignet.

Aus der DE-OS 24 33 064 ist eine Trägerleiste aus Kunststoff bekannt, die im wesentlichen aus einem tragenden Hohlprofil und einer aufgesetzten Tragschiene besteht. Das Aufbringen von Schalt- und Installationsgeräten, wie Relais und Schützen, erfolgt durch Aufrasten auf die Tragschiene. Darüber hinaus fungiert die Trägerleiste als Kabelkanal, in der Leitungen zur Verdrahtung aufgerasteter Schaltgeräte geführt werden. Die bekannte Trägerleiste ist dazu bestimmt, an der Rückwand von Schaltschränken und dergleichen befestigt zu werden. Allerdings ist die Trägerleiste nicht als Trägerkonstruktion zum Aufbau von komplexen Anlagen und zum Halten größerer und schwererer elektrischer Anlagenkomponenten geeignet.

Die DE 29 15 502 C2 offenbart eine Stromentnahmeschiene zur Halterung von Strahlerleuchten. Die Stromentnahmeschiene weist ein Tragprofil auf, das aus einem Aussenprofil und einem Innenprofil gebildet ist, welche über Versteifungsrippen miteinander verbunden sind. Sämtliche Phasen-Leiter und Null-Leiter werden vom Innenprofil aufgenommen.

Die DE 43 12 671 A1 offenbart ein Leuchtensystem mit einer Trägerschiene, in der eine Aufnahmeschiene lösbar befestigt ist. An der Aufnahmeschiene können an beliebiger Stelle Leuchten angebracht werden.

Die DE 295 01 448 U1 offenbart einen als Stromschiene ausgebildeten Leuchtenträger in Form eines Profils, an den mehrere Leuchten befestigt werden können. Zwischen den Innen- und Aussenwänden des Profilkörpers sind kanalartige Hohlräume gebildet, die unter anderem Stromleitungen aufnehmen können.

Aus der DE 40 32 622 A1 ist eine Kontaktschiene für elektrische Verbraucher bekannt, welche ein zwei innenliegenden Kanäle bildendes Profil aufweist, wobei lose Kabel in den Kanälen verlegbar sind.

Aus der EP 05 56 164 A1 ist eine multifunktionale Trägerstruktur bekannt, die mehrere Kanäle beispielsweise zur Aufnahme von elektrischen Kabeln, fluidführenden Rohren und Kommunikationskabeln aufweist.

Aus der DE 39 08 310 A1 ist ein Installationskanal bekannt, der zur Aufnahme sowohl für elektrische Kabel, Glasfaserkabel als auch für Fluidleitungen geeignet ist.

Die US 5,664,876 offenbart ein Schienensystem zum Befestigen von Lampenhaltern sowie eine Abdeckung hierfür.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, an sich bekannte Trägerprofile insbesondere zum Aufbau einer Automatisierungsanlage derart weiterzuentwickeln, daß Anlagen flexibler, kostengünstiger und mit einem geringeren Raumbedarf als bisher aufgebaut werden können und gleichzeitig der Aufwand bei der Verdrahtung der elektrischen Anlagekomponenten deutlich verringert werden kann.

Dieses technische Problem löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Der Kerngedanke der Erfindung ist darin zu sehen, ein multifunktionales Trägerprofil zu schaffen, das nicht nur mechanische Haltefunktionen ausübt und die Verdrahtung von Anlagekomponenten ermöglicht, sondern auch zur optischen Ankopplung von elektrischen Komponenten dient.

Um eine ausreichende Steifigkeit und Biegefestigkeit zu erzielen, weist das erfindungsgemäße Trägerprofil mehrere Versteifungsmittel auf. Ferner umfaßt das Trägerprofil wenigstens eine Einrichtung zum lösbaren Befestigen von mit elektrischer Energie zu versorgenden Geräten und eine Einrichtung zum Zuführen von Energie zu beliebigen oder vorbestimmten Stellen, an denen jeweils ein elektrisches Gerät an das Trägerprofil befestigbar, wobei das elektrische Gerät im befestigten Zustand automatisch mit der Energiezufuhr-Einrichtung elektrisch verbunden ist. Das Trägerprofil weist ferner einen ersten Kanal auf, in dem ein Lichtwellenleiter zur Übertragung von Daten angeordnet ist. Der erste Kanal ist mit einer abnehmbaren Abdeckung versehen, die mehrere in vorbestimmten Abständen zueinander angeordnete Öffnungen aufweist, in die Linsensysteme zum Ein- und Auskoppeln von Licht in und aus den Lichtwellenleiter eingesetzt sind.

Bei der Energiezufuhr-Einrichtung handelt es sich entweder um eine an sich bekannte Stromschiene oder um eine elektrische Versorgungsleitung.

Zur Aufnahme der Stromschiene kann am Außenumfang des Trägerprofils eine erste längliche Nut vorgesehen sein, die gleichzeitig als Befestigungseinrichtung für ein elektrisches Gerät wirkt. Die zu montierenden Geräte können beispielsweise in die Befestigungsnut eingesetzt oder auf die Nut aufgerastet werden. Dazu weist die Nut entsprechende Rastvorsprünge auf, die im montierten Zustand mit den entsprechenden komplementären Rastelementen an dem zu montierenden Gerät in Eingriff kommen.

Um den Aufwand beim Aufbau beispielsweise einer Automatisierungsanlage und bei der Verkabelung der elektrischen Geräte weiter zu reduzieren, ist in dem Trägerprofil ein elektrisches Kabel oder ein Lichtwellenleiter zur Übertragung von Daten geführt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das elektrische Datenübertragungskabel oder der Lichtwellenleiter in der Befestigungsnut parallel zur Stromschiene angeordnet. Dabei kann in der Befestigungsnut eine Trennwand verlaufen, die die Befestigungsnut in zwei Aufnahmekanäle unterteilt. Bei dem elektrischen Kabel kann es sich beispielsweise um ein isoliertes Flachbandkabel handeln, dessen Isolierung durch entsprechende Schneidkontaktklemmen des montierten Gerätes durchtrennt werden kann, wodurch im eingesetzten Zustand des Geräts automatisch eine elektrische Verbindung zwischen dem Gerät und dem Flachbandkabel hergestellt wird. Wird zur Datenübertragung der Lichtwellenleiter verwendet, weist das zu montierende Gerät entsprechende Einrichtungen zum Ein- oder Auskoppeln von Licht in bzw. aus dem Lichtwellenleiter auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Befestigungseinrichtung als Nut mit Vorsprüngen zur aufrastenden Montage eines Gerätes ausgebildet. Ein zweiter Kanal ist in dem Trägerprofil ausgebildet, in dem ein Flachbandkabel enthalten sein kann. Jeder Kanal kann mit einer abnehmbaren Abdeckung versehen sein, die mehrere in vorbestimmten Abständen zueinander angeordnete Öffnungen zum Durchführen von elektrischen Kontaktelementen aufweist.

Um den Montageaufwand einer Anlage sowie deren Platzbedarf weiter verringern zu können, ist wenigstens ein dritter Kanal vorgesehen, der mit einem Druckmittel füllbar ist, das den aufgerasteten oder montierten Geräten somit unmittelbar über das Trägerprofil und über entsprechende Ein- oder Auslaßeinrichtungen zugeführt werden kann.

Zweckmäßigerweise sind als Mittel zur Versteifung des Trägerprofils quer und radial zur Längsachse des Trägerprofils verlaufende Streben vorgesehen, die gleichzeitig die Kanäle festlegen. Die Streben und damit auch die dadurch gebildeten Kanäle können integraler Bestandteil des Trägerprofils sein.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt wird eine elektrische Vorrichtung zum lösbaren Montieren an ein derartiges Trägerprofil gemäß Anspruch 9 bereitgestellt.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen stark vereinfachten Ausschnitt einer beispielhaften Förderanlage, in der die Erfindung verwirklicht ist, und

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines in der Förderanlage nach Fig. 1 verwendeten Trägerprofils.

In Fig. 1 ist beispielsweise als dezentrales Automatisierungssystem eine Förderanlage 10 dargestellt, wie sie beispielsweise in Flughäfen zum Transport von Gepäckstücken installiert ist. Die gezeigte Förderanlage 10 umfaßt eine übergeordnete Steuereinrichtung 20 sowie mehrere Anschaltbaugruppen oder andere an sich bekannte Automatisierungskomponenten, von denen lediglich drei mit dem allgemeinen Bezugszeichen 30 dargestellt sind. Die Förderanlage 10 ist mit Hilfe von Träger- oder Strangprofilen 40 aufgebaut, wobei die Strangprofile 40 nicht nur die Förderstraße 50 bilden, sondern auch die Automatisierungskomponenten 30 halten. Insoweit entspricht die in Fig. 1 dargestellte Förderanlage dem Stand der Technik. Gemäß dem Stand der Technik sind parallel zu den Trägerprofilen 40 Kabelkanäle oder Stromschienen (nicht dargestellt) geführt, in denen neben den Versorgungsleitungen zur Energieversorgung der Automatisierungskomponenten 30 und der zentralen Steuereinrichtung 20 auch Leitungen zur Datenübertragung zwischen den Automatisierungskomponenten 30 und der übergeordneten Steuereinrichtung 20 vorgesehen sein können. Eine solche Förderanlage benötigt zahlreiche Bauteile, ist daher teuer und kann nur mit hohem Aufwand aufgebaut werden. Wie bereits eingangs erwähnt, besteht die Grundidee der Erfindung gerade darin, eine Förderanlage mit weniger Bauteilen und daher auch kostengünstiger herstellen zu können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß keine Kabelkanäle oder Stromschienen separat zu den Trägerprofilen 40 installiert werden müssen. Dazu sind die Trägerprofile 40 derart ausgebildet, daß sie die entsprechenden zur Verkabelung der Automatisierungskomponenten 30 dienenden Leitungen enthalten.

In Fig. 2 ist teilweise eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Trägerprofils 40 dargestellt, wie er in der Förderanlage 10 nach Fig. 1 verwendet wird. An das Trägerprofil 40 ist eine der Automatisierungskomponenten 30 montierbar. Gemäß einer Ausführungsform weist das Trägerprofil 40 an seiner Grundfläche, das ist die zum Boden weisende Seite, eine Befestigungsnut 60 auf, die sich entlang des Trägerprofils 40 erstreckt. Die Befestigungsnut 60 weist ein stufenförmiges Querschnittsprofil auf, das zwei nach innen weisende Vorsprünge 62 und 64 besitzt, die als Raststege dienen. Das zu montierende Automatisierungsgerät 30 ist mit einem dazu komplementär ausgebildeten Steg zum aufrastbaren Montieren an dem Trägerprofil 40 ausgebildet. Zur Energieversorgung der Automatisierungskomponente 30 ist beispielsweise eine Stromschiene (nicht dargestellt) in der Aufnahmenut 60 angeordnet, die automatisch mit einem an der Automatisierungskomponente 30 entsprechend angeformten Stromabnehmerkontakt einen elektrischen Kontakt bildet, wenn die Automatisierungskomponente 30 in der Befestigungsnut 60 eingerastet ist. Anstatt die Stromschiene in der Befestigungsnut 60 anzuordnen, ist es ebenfalls denkbar, die Stromschiene oder ein Energieversorgungskabel in einem separaten Kanal 70 zu führen, der durch radiale Streben 80, 85 und eine quer verlaufende Strebe 90 festgelegt ist. Diese Verstrebungen dienen auch der Erhöhung der Steif- und Biegefestigkeit des Trägerprofils 40. In diesem Fall sind in der quer verlaufenden Verstrebung 90, die als Trennwand zwischen dem Kanal 70 und der Befestigungsnut 60 aufgefaßt werden kann, ein durchgehender Schlitz oder in vorbestimmten Abständen zueinander angeordnete Öffnungen vorgesehen, durch die im eingesetzten Zustand der Automatisierungskomponente 30 entsprechende Kontaktelemente hindurchragen, die mit der elektrischen Versorgungsleitung oder der Stromschiene einen elektrischen Kontakt zur Energieversorgung zu bilden. Um zu vermeiden, daß zur Datenübertragung zwischen den Automatisierungskomponenten 30 und der übergeordneten Steuereinrichtung 20 getrennt zu den Trägerprofilen 40 separate Leitungen gezogen werden müssen, ist in dem Trägerprofil 40 ein weiterer Kanal 100 seitlich der Befestigungsnut 60 ausgebildet, in dem beispielsweise ein Flachbandkabel zur Datenübertragung zwischen den Automatisierungskomponenten 30 und der übergeordneten Steuereinrichtung 20 verlegt ist. In den als Abdeckung 105 für den Kanal 100 wirkenden Bodenbereich des Trägerprofils 40 sind durchgehend oder an vorbestimmten Stellen Schlitze oder Öffnungen vorgesehen, durch die entsprechende Schneidklemmkontakte des eingesetzten Automatisierungsgerätes 40 durchsteckbar sind und die Isolation des Flachbandkabels entfernen, um im eingesetzten Zustand eine elektrische Verbindung zwischen dem Flachbandkabel und dem aufgerasteten Automatisierungsgerät 30 herzustellen. Ferner ist ein weiterer Kanal 110 seitlich der Befestigungsnut 60 vorgesehen, in dem ein Lichtwellenleiter eingesetzt ist. Wiederum sind in einem als Abdeckung 115 für den Kanal 110 wirkenden Bodenbereich des Trägerprofils 40 durchgehende Schlitze oder an vorbestimmten Stellen Öffnungen vorgesehen, durch die im eingesetzten Zustand der Automatisierungskomponente 30 an dieser angeordnete Einrichtungen zum Ein- oder Auskoppeln von Licht in bzw. aus dem Lichtwellenleiter durchführbar sind. Um die Einkopplungs- oder Auskopplungsdämpfung des Lichtes aus dem Lichtwellenleiter zu verbessern, können in die Öffnungen an sich bekannte Linsensysteme eingesetzt werden, die an entsprechend vorbehandelte Bereiche des Lichtwellenleiters angeordnet sind. Je nach Ausgestaltung des Trägerprofils 40 ist es möglich, eine aufgerastete Automatisierungskomponente 30 nicht nur mit Energie zu versorgen, sondern gleichzeitig eine optische und elektrische Datenübertragung zu oder von der Automatisierungskomponente 30 bereitzustellen. Der Kanal 70 kann alternativ auch mit einem Druckmittel, insbesondere Luft oder Öl, gefüllt werden. Der Kanal 70 kann über entsprechende Auslaß- oder Einlaßeinrichtungen mit der aufgerasteten Automatisierungskomponente 30 verbinden werden. Auf diese Weise ist es möglich, die gesamte Infrastruktur für die Anlagenautomatisierung über einen einzigen Schienenstrang, nämlich die Trägerprofile 40 zur Verfügung zu stellen. Wie Fig. 2 zeigt, sind die radial verlaufenden Streben 80 und 85 und die quer verlaufende Strebe 90 integral mit dem Trägerprofil 40 ausgebildet, so daß auch die durch die Streben festgelegten Kanäle integraler Bestandteil des Trägerprofils 40 sind. Die quer und radial verlaufenden Streben dienen zum einen dazu, die Steifigkeit und die Biegefestigkeit des Trägerprofils 40 zu erhöhen und zum anderen dazu, Kanäle zur Aufnahme von Energieversorgungseinrichtungen, Datenübertragungsverbindungen und Fluiden bereitzustellen. Es ist für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich, daß Trägerprofile mit unterschiedlichen Querschnittsprofilen verwendbar sind, sofern sie als Trägerkonstruktion für Anlagen als auch zur Verteilung der Versorgungsenergie und der Datenübertragung geeignet sind. Als Material für das Trägerprofil 40 bietet sich Aluminium an. Natürlich sind auch andere Materialien, beispielsweise faserverstärkte Kunststoffe denkbar, sofern sie eine ausreichende Steifigkeit und Biegefestigkeit, wie sie im Anlagenbau erforderlich sind, aufweisen.

Dank der Erfindung benötigt die in Fig. 1 gezeigte Förderanlage weniger Platz und darüber hinaus ist auch der Aufbau einfacher, da eine separate Verdrahtung der Automatisierungskomponenten 40 und der übergeordneten Steuereinrichtung 30 nicht mehr notwendig ist. Darüber hinaus ist die Förderanlage wesentlich flexibler zu gestalten, da an jeder Stelle des Trägerprofils 40 dezentrale Automatisierungskomponenten 30 aufgerastet werden können, die im aufgerasteten Zustand automatisch mit einer Energieversorgung und einer Datenübertragungsverbindung und gegebenenfalls auch mit den erforderlichen Druckmitteln versorgt werden können.

Claims (10)

1. Trägerprofil insbesondere zum Aufbau einer Automatisierungsanlage umfassend
mehrere Versteifungen (80, 85, 90),
wenigstens eine Einrichtung (60) zum lösbaren Befestigen von mit elektrischer Energie zu versorgenden Geräten (30),
wenigstens eine Einrichtung zum Zuführen von Energie zu beliebigen oder vorbestimmten Stellen, an denen jeweils ein Gerät (30) an das Trägerprofil (40) befestigbar und im befestigten Zustand mit der Energiezufuhr-Einrichtung elektrisch verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Trägerprofil (40) einen ersten Kanal (110), in dem ein Lichtwellenleiter zur Übertragung von Daten angeordnet ist, aufweist, wobei der erste Kanal (110) mit einer abnehmbaren Abdeckung (115) versehen ist, die mehrere in vorbestimmten Abständen zueinander angeordnete Öffnungen aufweist, in die Linsensysteme zum Ein- und Auskoppeln von Licht in und aus den Lichtwellenleiter eingesetzt sind.

2. Trägerprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiezufuhr-Einrichtung eine Stromschiene oder eine elektrische Versorgungsleitung ist.

3. Trägerprofil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung eine erste in dem Trägerprofil verlaufende längliche Nut (60) ist, in der die Stromschiene angeordnet ist.

4. Trägerprofil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nut (60) parallel zur Stromschiene ein elektrisches Kabel oder ein Lichtwellenleiter zur Übertragung von Daten geführt ist.

5. Trägerprofil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Nut vorgesehen ist, in der ein elektrisches Kabel und/oder ein Lichtwellenleiter zur Übertragung von Daten geführt ist.

6. Trägerprofil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung eine Nut mit Vorsprüngen (62, 64) zur aufrastenden Montage eines Gerätes (30) ist und das Trägerprofil einen zweiten Kanal (100) aufweist, in dem ein Flachbandkabel enthalten sein kann, wobei der Kanal mit einer abnehmbaren Abdeckung (105) versehen ist, die mehrere in vorbestimmten Abständen zueinander angeordnete Öffnungen zum Durchführen von elektrischen Kontaktelementen aufweist.

7. Trägerprofil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch wenigstens einen dritten Kanal (70), in dem eine Stromschiene, ein Energieversorgungskabel oder ein Druckmittel geführt sein kann.

8. Trägerprofil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifung quer und radial verlaufende Streben (90; 80, 85) umfassen, die den Kanal (70) definieren.

9. Elektrische Vorrichtung zum lösbaren Montieren an ein Trägerprofil (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit elektrischen Kontaktelementen, die im montierten Zustand mit den entsprechenden elektrischen Gegenkontaktelementen einer Energiezufuhr-Einrichtung des Trägerprofils eine elektrische Verbindung herstellen, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ein- oder Auskoppeln von Licht in bzw. aus einen im Trägerprofil angeordneten Lichtwellenleiter.

10. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Einlaß- oder Auslaßstutzen zum Verbinden mit einem in dem Trägerprofil integrierten, mit Druckmittel gefüllten Kanal.