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Die
Erfindung betrifft eine Trägereinheit für elektrische
und/oder elektronische Funktionsmodule, insbesondere für
ein modulares Schaltschranksystem, mit einer an einer stationären
Konsolenfläche, insbesondere einer Schaltschrankfläche,
fixierbaren Montageplattform, auf der mehrere elektrische und/oder
elektronische Funktionsmodule lösbar befestigbar sind.
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Eine
derartige Trägerkonsole ist aus der
DE 103 28 708 A1 allgemein
bekannt. Die bekannte Trägerkonsole ist als Blechbauteil
gestaltet und weist eine Montageplattform auf, auf der mehrere elektrische
oder elektronische Funktionsmodule befestigbar sind. Die Trägerkonsole
weist zur Versteifung rechtwinkelig umgekantete Seitenränder
auf, wobei zwei gegenüberliegende Seitenränder
mit Einhängenasen versehen sind, die eine Einhängung
der Trägerkonsole in korrespondierende Aussparungen einer
Schaltschrankwand ermöglichen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Trägereinheit der eingangs genannten
Art zu schaffen, die eine weiter verbesserte, kompakte Anordnung
von elektrischen oder elektronischen Funktionsmodulen ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Montageplattform
wenigstens eine rückseitig zu der Montageplattform abragende
Stützstrebe aufweist, die Befestigungsmittel zur Fixierung
der Montageplattform an der Konsolenfläche umfasst, und
die derart dimensioniert ist, dass wenigstens ein elektrisches oder
elektronisches Funktionsmodul unterhalb der Montageplattform montierbar
ist. Durch die erfindungsgemäße Lösung
ist es in vorteilhafter Weise möglich, elektrische oder
elektronische Funktionsmodule sowohl oberhalb als auch unterhalb
der Montageplattform zu montieren. Dadurch wird ein zusätzlicher
Bauraum für die Unterbringung entsprechender Funktionsmodule
unterhalb der Montageplattform erzielt. Die erfindungsgemäße
Lösung ist vorteilhaft einsetzbar bei modularen Schaltschranksystemen,
die für die Steuerung und Energieversorgung von Maschinen
und Anlagen notwendig sind. Die Erfindung ist auch einsetzbar für
Anordnungen von Elektrik- und Elektronikkomponenten an Maschinen und
Anlagen, die nicht in einem zentralen Schaltschrank, sondern vielmehr
an dezentralen Konsolen, insbesondere im Bereich von Maschinen-
und Anlagegehäusen, vorgesehen sind. Die erfindungsgemäße
Lösung eignet sich in besonders vorteilhafter Weise für
eine Trägereinheit, bei der unter der Montageplattform
ein Transformator angeordnet ist. Auf der Montageplattform werden
dann die entsprechend funktional zugehörigen Elektrik-
und Elektronikkomponenten montiert. Durch die Anordnung der Montageplattform
oberhalb des relativ großvolumigen Transformators wird
zusätzlicher Raum um den Transformator herum für
weitere Installationskomponenten an der Konsolenfläche
geschaffen, wodurch sich ein besonders kompakter modularer Aufbau
ergibt. Zudem ermöglicht die Trägereinheit eine
vorteilhafte Vormontage aller funktional und räumlich zusammengehöriger
Elektrik- oder Elektronikmodule. In bevorzugter Weise weist die
Montage plattform wenigstens die Grundfläche des darunter
befindlichen Funktionsmoduls, insbesondere des Transformators, auf.
Die Montageplattform ist bei einer vorteilhaften Ausführung
sogar mit einer größeren Grundfläche
als die Grundfläche des darunter befindlichen Funktionsmoduls
versehen, so dass die Montageplattform – in einer Draufsicht
gesehen – über wenigstens eine Seite über
das darunterliegende Funktionsmodul, insbesondere einen Transformator,
hinausragt. Es ist möglich, direkt an den Stützstreben
Befestigungsmittel zur Fixierung der Montageplattform an der Konsolenfläche
vorzusehen. Alternativ ist vorgesehen, die Stützstreben
an dem unterhalb der Montageplattform befindlichen Funktionsmodul
zu befestigen und die Trägereinheit über entsprechende
Halterungen des Funktionsmoduls gemeinsam mit diesem an der Schaltschrankfläche
zu fixieren.
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In
Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens zwei Stützstreben
vorgesehen, und an den Stützstreben sind Aufnahmen zur
Befestigung des wenigstens einen, unterhalb der Montageplattform montierbaren
Funktionsmoduls vorgesehen. Dadurch ist auch das wenigstens eine,
unterhalb der Montageplattform montierte Funktionsmodul an der Trägereinheit
befestigt und kann gemeinsam mit der Trägereinheit vormontiert
werden, so dass die Trägereinheit einschließlich
aller zugehörigen Elektrik- und Elektronikkomponenten vormontiert
und anschließend an der Konsolenfläche montiert
werden kann. Die Konsolenfläche ist vorzugsweise eine in
ihrer Funktionsstellung vertikale Fläche.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Stützstreben
einstückig an der Montageplattform angeformt. Durch die
einstückige Anformung besteht die Trägereinheit
lediglich aus wenig Bauteilen. Die Trägereinheit kann einschließlich
Montageplattform und Stützstreben einteilig ausgeführt
sein.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht die Montageplattform
aus zwei Plattformteilen, an denen jeweils eine Stützstrebe
einstückig angeformt ist. In weiterer Ausgestaltung sind
die beiden Plattformteile mit den angeformten Stützstreben
als Gleichteile ausgeführt und zu der Montageplattform zusammenfügbar.
In vorteilhafter Weise weist die Montageplattform somit lediglich
zwei Teile auf, die in einfacher Weise zusammengefügt werden
können. Die Ausführung der Plattformteile als
Gleichteile gewährleistet, dass lediglich ein einziges
Werkzeug oder eine einzige Herstellungssystematik vorgesehen werden
muss, um die Plattformteile herzustellen, die dann paarweise die
Montageplattform und damit den wesentlichen Teil der Trägerkonsole
bilden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Plattformteile Steckprofilierungen
auf, die die Plattformteile in der zusammengefügten Funktionsstellung
gegeneinander stützen. Die Steckprofilierungen sind so
ausgeführt, dass die Plattformteile gegeneinander positionsgesichert
sind und so recht hohe Stützkräfte aufbringen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Funktionsmodul ein
Transformator vorgesehen. Diese Ausführungsform ist besonders
vorteilhaft, da die hohe Baugröße des Transformators
relativ viel Platz innerhalb eines Schaltschranksystems und innerhalb
einer entsprechenden Transformatorbaugruppe beansprucht. Dadurch,
dass der Transformator unterhalb der Montageplattform montiert ist,
wird der notwendige Bauraum für den Transformator kompensiert.
Denn die zugehörigen Elektrik- und Elektronikkomponenten
können in einfacher Weise oberhalb des Transformators auf
der Trägerkonsole angeordnet werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Plattformteile mit
den angeformten Stützstreben als Metallblechteile ausgeführt.
Dies ist eine besonders vorteilhafte Ausführung, da die
Metallblechteile eine große Stabilität und Robustheit
gewährleisten.
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In
vorteilhafter Weise ist eine durch Umformung erfolgte Formgebung
jedes Plattformteils einschließlich zugehöriger
Stützstrebe ausschließlich durch Einfachbiegungen
hergestellt. Dadurch ergeben sich äußerst einfache
Biegeschritte bei der Umformung entsprechender Metallbleche zu den
Plattformteilen. Doppelbiegungen, die ein aufwendiges Biegeverfahren
bewirken würden, werden vollständig vermieden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind an den Plattformteilen
Befestigungsaussparungen für Trägerteile elektrischer
oder elektronischer Funktionsmodule vorgesehen. Als zusätzliche
Trägerteile, die auf der Montageplattform befestigbar sind,
sind insbesondere wenigstens eine Hutschiene oder andere Tragkonstruktionen
vorgesehen, die vorzugsweise jeweils einteilig aus Metallblech hergestellt
und im Bereich der Befestigungsaussparungen werkzeuglos besfestigbar
sind.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Befestigungsaussparungen
als Steckschlitze ausgeführt, und die Trägerteile
umfassen Stecknasen, die zur Fixierung der Trägerteile
an der Montageplattform in die Steckschlitze einsetzbar sind. Vorzugsweise
sind die Stecknasen an den Trägerteilen einstückig
angeformt. Die Ausgestaltung ermöglicht in vorteilhafter
Weise eine werkzeuglose Positionierung dieser Trägerteile
an der Montageplattform.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind insbesondere werkzeuglos
handhabbare Sicherungsmittel vorgesehen, um die Trägerteile
an der Montageplattform zu sichern. Die Stecknasen und die zugehörigen
Steckschlitze dienen zur Ausrichtung und Halterung der Trägerteile
an der Montageplattform. Die Sicherungsmittel sichern die eingesteckte
Montageposition der Trägerteile. Als Sicherungsmittel können
Sicherungsnippel oder Sicherungszapfen, vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoffmaterial,
vorgesehen sein, die in entsprechende Aus sparungen am Trägerteil
und an der Montageplattform eindrückbar sind. Alternativ
sind als Sicherungsmittel Fixierschrauben oder ähnliche Bauteile
vorgesehen.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind an Unterkanten der Stützstreben
Einhängenasen angeformt, um die Stützstreben an
korrespondierenden Aussparungen der stationären Konsolenfläche
zu haltern. Die Einhängenasen dienen als Steckprofilierungen
für die Aussparungen an der Konsolenfläche und
sind einstückig an den Stützstreben angeformt. Dadurch
kann die Trägereinheit mittels ihrer Stützstreben
direkt an der Konsolenfläche eingehängt werden.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung sind an den
Stützstreben andere Arten von Befestigungsaufnahmen vorgesehen,
um eine Fixierung der Trägereinheit über Befestigungsmittel
in Form von Befestigungsschrauben oder ähnlichem an einer
Konsolen- oder Schaltschrankfläche zu ermöglichen,
die nicht mit Aussparungen zur Aufnahme von Steckprofilierungen
versehen ist.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen
sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.
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1 zeigt
in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Trägereinheit, die
mit mehreren Elektrik- und Elektronikkomponenten bestückt
ist,
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2 die
Trägereinheit nach 1, bei der die
oberhalb einer Montageplattform befindlichen Elektronikkomponenten
entfernt sind,
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3 die
Trägereinheit nach 1, wobei lediglich
noch die Montageplattform und ein unterhalb der Montageplattform
befindlicher Transformator vorgesehen sind,
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4 die
Montageplattform nach 3 mit angeformten Stützstreben,
aber ohne Transformator,
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5 eine
Explosionsdarstellung der Montageplattform nach 4,
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6 in
perspektivischer Darstellung schräg von unten einen Plattformteil
der Montageplattform nach 5,
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7 in
vergrößerter perspektivischer Darstellung einen
Ausschnitt VII des Plattformteiles nach 6,
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8 ein
Trägerteil in Form einer Hutschiene für die Anbringung
auf der Montageplattform nach 1,
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9 ein
weiteres Trägerteil – in vergrößerter
Darstellung – für die Anbringung auf der Montageplattform
nach 1 und 2 und
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10 in
vergrößerter Darstellung einen weiteren Ausschnitt
eines Plattformteiles gemäß 6,
aus der die Steckaufnahmen für das Trägerteil nach 9 erkennbar
sind.
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Um
elektrische Komponenten und zugehörige elektronische Komponenten,
vorliegend einen Transformator 1 und zugehörige
elektronische Funktionsmodule 2, 3, einander räumlich
kompakt und funktional zuordnen zu können, ist eine Trägereinheit vorgesehen,
an der der Transformator 1 und die zugehörigen
Funktionsmodule 2, 3 vormontierbar und fertig
miteinander verdrahtbar sind. Die so gebildete Funktionsbaugruppe
wird anschließend in nicht näher dargestellter
Weise an einer stationären Konsolenfläche befestigt.
Dies ist bei zentralisierter Anordnung aller für eine Maschine
oder Anlage erforderlichen Energieversorgungs- und Sicherungskomponenten
in einem zentralen Schaltschrank eine Schaltschrankfläche,
die üblicher Weise in ihrer Funktionsstellung vertikal
ausgerichtet ist. Bei einer dezentralen Installationseinheit für
entsprechende Anlagen oder Maschinen ist die stationäre
Konsolenfläche Teil einer Schaltkonsole im Bereich der
zugehörigen Funktionskomponenten der Maschine oder Anlage. Diese
stationäre Konsolenfläche muss nicht vertikal ausgerichtet
sein. Sie kann auch horizontal oder schräg angeordnet sein.
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Die
Trägereinheit für die elektrischen und elektronischen
Funktionsmodule ist anhand der 1 bis 10 detailliert
dargestellt. Die Trägereinheit umfasst eine Montageplattform 4,
die aus zwei identischen Plattformteilen 4a (5 und 6)
besteht. Die beiden Plattformteile 4a sind identisch gestaltet
und spiegelsymmetrisch gemäß den 4 und 5 zusammengefügt.
Jeder Plattformteil 4a weist eine von einer Unterseite
der Montageplattform 4 rechtwinklig nach unten abragende Stützstrebe 5, 6 auf,
die L-förmig gestaltet ist. Jede Stützstrebe 5, 6 ist
einstückiger Teil des entsprechenden Plattformteiles 4a.
Jede Stützstrebe 5, 6 weist einen von
einer Plattformoberfläche aus rechtwinklig nach unten abragenden
Stegabschnitt 5 sowie einen sich von einem unteren Ende
des Stegabschnittes 5 aus rechtwinklig zum gegenüberliegenden
Plattformteil 4a hin fortsetzenden Haltesteg 6 auf.
Der Haltesteg 6 jeder Stützstrebe 5, 6 ist
mit zwei Bohrungen 9 versehen, die zur Befestigung des
Transformators 1 an der Trägereinheit dienen.
Die Bohrungen 9 beider Stützstreben 5, 6 liegen
in montiertem Zustand der Montageplattform 4 einander paarweise
gegenüber. Sie fluchten exakt mit nicht näher
bezeichneten Durchtrittsbohrungen des Transformators 1.
Schließlich ist ein oberer Bereich jedes Stegabschnittes 5 ebenfalls
mit einer Bohrung 9 versehen, die mit einer korrespondierenden
oberen Durchtrittsbohrung des Transformators 1 in montierter
Funktionsstellung fluchtet. Zur Befestigung des Transformators 1 an den
Stützstreben 5, 6 sind in nicht näher
dargestellter Weise vier Befestigungsschrauben vorgesehen, die die
entsprechenden Augen der Stützstreben 5, 6 sowie
die Durchgangsbohrungen im Transformator 1 durchdringen
und auf der gegenüberliegenden Seite austreten. Die Befestigungsschrauben
werden an ihren Austrittsenden durch Schraubmuttern an den Stützstreben 5, 6 gesichert.
Zwischen den dem Transformator 1 zugewandten Innenseiten
der Stützstreben 5, 6 und den benachbarten
Flächen des Transformators 1 werden Isolierhülsen
(nicht dargestellt) platziert. Die Länge der Stegabschnitte 5 und demzufolge
der Stützstreben 5, 6 ist so gewählt,
dass in befestigtem Zustand des Transformators 1 zwischen
der unteren Seite der Montageplattform 4 und der Oberseite
des Transformators 1 ein Luftraum verbleibt, wie anhand
der 1 bis 3 erkennbar ist.
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Die
Montageplattform 4 weist im zusammengefügten Zustand
der Plattformteile 4a eine rechteckige Grundfläche
auf, die – in einer Draufsicht gesehen – eine
Grundfläche des Transformators 1 zu allen Seiten
hin überragt. Die Montageplattform 4 weist umlaufende
Seitenränder 10, 11 auf, die gegenüber einer
Oberfläche der Montageplattform 4 rechtwinklig nach
unten abgewinkelt sind. Die Seitenränder 10, 11 sind
mit Aussparungen 12 versehen, die eine gitterartige Struktur
für die Seitenränder 10, 11 definieren und
als Belüftungsschlitze dienen. Die Höhe der Seitenränder 10, 11 entspricht
im wesentlichen der Höhe des Luftraumes zwischen dem Transformator 1 und der
Unterseite der Montageplattform 4.
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Die
Montageplattform ist als zweiteilige Metallblechkonstruktion ausgeführt.
Jedes Plattformteil 4a, das jeweils eine Hälfte
der Montageplattform 4 bildet, ist als einteiliges Blechteil
gestaltet. Jeder Plattformteil 4a ist durch einfache Schneid-
und Umformvorgänge hergestellt. Alle Um formvorgänge
zur Herstellung der Plattformteile 4a einschließlich
der einstückig integrierten Stützstreben 5, 6 sind
Einfachbiegungen in Form rechtwinkliger Abkantungen. U-förmig
abgekantete Doppelbiegungen sind nicht vorgesehen. Alle Seitenränder 10, 11 sind
ebenfalls durch einfaches rechtwinkliges Biegen nach unten hergestellt.
An benachbarten Randkanten der Seitenränder 10, 11 sind
zueinander korrespondierenden Profilierungen 18, 19 ergänzend
vorgesehen, um beim paarweisen Zusammenfügen der Plattformteile 4a zusätzlich
einen Formschluss nach Art einer Steckverbindung zu erzielen.
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Wie
anhand der 5 erkennbar ist, bilden die
Plattformteile 4a L-artige Flächenabschnitte im Bereich
der Plattformoberfläche, die sich beim Zusammenfügen
spiegelsymmetrisch zu der gesamten Plattformoberfläche
der Montageplattform 4 ergänzen. Als Montagehilfe
und zur ergänzenden Stützung ist jeder Plattformteil 4a am
oberen Bereich der abgekanteten Stützstrebe 5, 6 mit
einem Stegfortsatz 20 versehen, der zum anderen Plattformteil 4a hin
abragt und eine Fixiernase 22 (7) umfasst,
die beim Zusammenfügen der Plattformteile 4a eine
Steckverbindung mit einem korrespondierenden Steckschlitz 21 am
anderen Plattformteil 4a eingeht.
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An
der Unterseite jedes Halteabschnittes 6 jeder Stützstrebe 5, 6 sind
zum einen hammerkopfartige Einhängenasen 8 vorgesehen,
die nach unten abragen und zur Halterung in korrespondierenden Aussparungen
einer stationären Konsolenfläche, insbesondere
einer als Lochwand ausgeführten Schaltschrankfläche,
dienen. Zudem ist eine rechtwinklig nach außen und damit
parallel zur Oberfläche der Montageplattform 4 abragende
Befestigungslasche 7 an jedem Halteabschnitt 6 vorgesehen,
die mit einem Auge für das Hindurchtreten einer Sicherungsschraube
versehen ist. Diese Sicherungsschrauben dienen dazu, die fertig
montierte Trägereinheit in ihrem durch die Einhängenasen 8 vorfixierten
Zustand an der Schaltschrankfläche oder einer anderen stationären
Konso lenfläche zu sichern, indem jede Befestigungsschraube
in ein korrespondierendes Gewinde im Bereich der Schaltschrankfläche
bzw. Konsolenfläche eingeschraubt und festgezogen wird.
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In
der Montageplattform 4 sind verschiedene Aufnahmen 15, 17 vorgesehen,
um Trägerteile 13, 14 für elektronische
Funktionsmodule werkzeuglos aufnehmen zu können. Zudem
sind Durchtritte 16 vorgesehen, die als Kabeldurchführung
dienen können. Die Trägerteile 13, 14 sind
ebenfalls aus Metallblech einteilig hergestellt (8 und 9).
Das Trägerteil 13 bildet eine für sich
grundsätzlich bekannte Hutschiene, auf der elektronische
Funktionsmodule festgeklemmt werden können. Das Halterungsprinzip
der Hutschiene für entsprechende Funktionsmodule oder Funktionskomponenten
ist allgemein bekannt, so dass hierauf nicht näher eingegangen
werden muss. Die vorliegende Hutschiene 13 weist im Bereich
ihrer Unterseite beidseitig jeweils eine Reihe von Stegnasen 22 auf,
die in die korrespondierenden Schlitze 15 der Montageplattform 4 eintauchen
und so zu einer Fixierung der Hutschiene 13 auf der Montageplattform 4 dienen
können. Die Sicherung der eingesteckten Fixierposition
der Hutschiene 13 erfolgt durch nicht näher dargestellte
Befestigungsmittel in Form von Befestigungsschrauben oder ähnlichem,
die in entsprechende Bohrungen der Montageplattform (nicht näher
bezeichnet) eingreifen.
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Die
beiden Trägerteile 14 sind rahmenartig gestaltet
und weisen an den vier Eckbereichen des Rahmens 4 nach
unten abragende Haltefüße 23 auf, die
in korrespondierende Aussparungen 17 an den Randbereichen
der Montageplattform 4 einerseits und in weiter innenliegende
Schlitzaussparungen der Montageplattform andererseits eintauchen.
Wie anhand der 10 erkennbar ist, sind die Aussparungen 17 mit
einer Abstufung versehen, in die korrespondierend schmale Bereiche
der Haltefüße 23 formschlüssig
eingreifen können. Bohrungen 24 dienen dazu, ergänzend
Sicherungszapfen oder Sicherungsnippel einzustecken, die gleichzeitig
auch in die entsprechende Augen (nicht näher bezeichnet)
der Haltefüße 23 eintauchen. In eingesetzter
und in die abgestuften Bereiche der Aussparungen 17 eingerasteter
Funktionsstellung der Haltefüße 23 fluchtet jeweils
eine der paarweisen Bohrungen 24 exakt mit dem zugehörigen
Auge des entsprechenden Haltefußes 23, so dass
ein entsprechendes Sicherungsmittel durch die miteinander fluchtenden
Bohrungen hindurchgesteckt werden kann. Dadurch ist das Trägerteil 14 in
seiner eingesteckten Position gesichert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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