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Die Erfindung betrifft eine Haube für ein Schaltelement, mit einer eine Öffnung aufweisenden Frontseite und sich von der Frontseite erstreckenden Seitenflächen, wobei die Frontseite und die Seitenflächen ein Volumen umgeben, in dem zumindest ein Teil eines Schaltelements aufnehmbar ist.
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Derartige Hauben sind Bestandteile von Schaltern, die als Komponenten von Schaltanlagen, z. B. im Rahmen einer Gebäudeinstallation oder einer Maschinensteuerung, einsetzbar sind.
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Seit einiger Zeit wird versucht, die einzelnen elektrotechnischen Komponenten von Schaltanlagen automatisiert zu montieren, insbesondere mittels eines Roboters oder eines anderen Handhabungsgeräts. Im Rahmen einer automatischen Montage werden die einzelnen Komponenten an einer Lagerstelle aufgenommen und auf einer Tragschiene montiert. Es wird angestrebt, möglichst alle elektrotechnischen Komponenten automatisiert zu montieren. Dies wird in der Praxis allerdings dadurch erschwert, dass sich die einzelnen Komponenten hinsichtlich ihrer Außenkontur und Größe erheblich unterscheiden. Zudem wird in der Praxis eine Vielzahl unterschiedlicher Komponenten eingesetzt, wodurch eine automatische Montage schwierig ist.
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Die
WO 2010/057769 A1 schlägt eine Vorrichtung zur automatisierten Montage von anreihbaren Geräten wie Reihenklemmen auf einer Tragschiene vor. Um das Greifen zu erleichtern ist dort vorgesehen, dass an einem Greifer eines Montageroboters Vorsprünge vorgesehen sind, die in Ausnehmungen der zu montierenden Reihenklemmen eingreifen. Alternativ können auch an den zu montierenden Reihenklemmen Vorsprünge vorhanden sein, während der Greifer mit entsprechenden Ausnehmungen versehen ist. Durch diese Vorrichtung wird zwar die Montage von Reihenklemmen erleichtert, allerdings muss jede Reihenklemme bzw. jede zu montierende elektrotechnische Komponente dazu mit Vorsprüngen oder Ausnehmungen versehen werden. Dies setzt jedoch die Kooperationsbereitschaft des Herstellers der elektrotechnischen Komponenten voraus, die allerdings nicht in allen Fällen gegeben ist. Darüber hinaus erfordert das Vorsehen der Ausnehmungen bzw. der Vorsprünge die Modifikation vorhandener Spritzgusswerkzeuge, wodurch hohe Werkzeugkosten entstehen können.
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Ein besonderes Problem stellt die automatische Montage von Schaltern dar. Diese bestehen üblicherweise aus einem Schaltelement, einer Aufsatzhaube und einem Schaltknauf, der auf eine Schaltwelle des Schaltelements aufgesteckt wird. Da die Aufsatzhauben lose auf das Schaltelement aufgesetzt werden, ist sowohl eine automatische Aufnahme durch einen Greifer als auch die Montage erschwert. Aufgrund der nicht exakt definierten Position der Haube an dem Schaltelement ist auch eine Kennzeichnung der Haube schwierig bzw. unmöglich.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Haube für ein Schaltelement anzugeben, die für eine automatische Montage geeignet ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Haube mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen.
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Die erfindungsgemäße Haube zeichnet sich dadurch aus, dass sie zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen umfasst, die Haltemittel zum formschlüssigen Verbinden der Haube mit einem Schaltelement aufweisen.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine automatische Montage eines Schaltelements oder einer Schalteranordnung möglich ist, indem das Schaltelement mit der erfindungsgemäßen Haube versehen wird. Die Haube ist formschlüssig mit dem Schaltelement verbindbar. Durch die formschlüssige Verbindung ergibt sich eine exakte Positionierung der Haube an dem Schaltelement. Die formschlüssige Verbindung wird durch zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen der Haube bewirkt, die Haltemittel zum formschlüssigen Verbinden der Haube mit dem Schaltelement aufweisen. Da die Haube formschlüssig mit dem Schaltelement verbunden ist, kann sie von einem Greifer eines Roboters gegriffen, zu einer Montageposition bewegt und exakt positioniert werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können die Haltemittel als Rastvorsprünge ausgebildet sein. Die Seitenflächen der erfindungsgemäßen Haube weisen eine gewisse Elastizität auf, sodass die Haube auf ein Schaltelement aufgeschnappt werden kann. Die Rastvorsprünge verhindern im montierten Zustand ein Lösen der Haube von dem Schaltelement. In diesem Zusammenhang wird es besonders bevorzugt, dass sich die Rastvorsprünge von den Seitenflächen der Haube nach innen erstrecken. Vorzugsweise sind die Seitenflächen mit den als Rastvorsprüngen ausgebildeten Haltemitteln symmetrisch aufgebaut. In diesem Fall kann eine Haube auch um 180° gedreht mit einem Schaltelement verbunden werden, wodurch die Montage weiter vereinfacht wird.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Haube sieht vor, dass die Rastvorsprünge näherungsweise rechtwinklig von einer Seitenfläche nach innen abgewinkelt sind. Diese Ausgestaltung bewirkt einen besonders sicheren, formschlüssigen Halt der Haube an dem Schaltelement und verhindert ein unerwünschtes Lösen.
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Es ist besonders zweckmäßig, wenn die Rastvorsprünge an freien Enden der Seitenflächen angeordnet sind.
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Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Haube insgesamt drei oder sogar vier Seitenflächen mit Haltemitteln aufweist. Im Allgemeinen ist es jedoch ausreichend, wenn zwei einander gegenüberliegende Seitenflächen vorhanden sind, die sich im montierten Zustand, d. h. wenn der Schalter auf einer Tragschiene positioniert ist, links und rechts vom Schalter befinden.
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Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass wenigstens eine Seitenfläche der Haube an ihrer Außenseite einen die Breite der Haube festlegenden Vorsprung aufweist. Selbstverständlich kann die Seitenfläche auch mehrere derartige verteilt angeordnete Vorsprünge aufweisen. Vorzugsweise sind die Vorsprünge zylinderförmig ausgebildet, wodurch Material eingespart wird. Die Vorsprünge dienen dazu, eine Haube mit einem bestimmten Rastermaß zu schaffen. Beispielsweise kann die Breite einer Haube der dreifachen Breite einer Reihenklemme entsprechen.
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Die erfindungsgemäße Haube kann eine Ausnehmung zum Anbringen eines RFID-Tags aufweisen. Vorzugsweise ist die Ausnehmung an der Außenseite der Haube angeordnet. Ein RFID-Tag ist ein beschreibbarer und auslesbarer Datenspeicher, der durch ein drahtloses Kommunikationsverfahren beschreibbar und auslesbar ist. In einem RFID-Tag können das Schaltelement betreffende Informationen wie eine Seriennummer, das Montagedatum und weitere technische Daten gespeichert werden, sodass zu einem späteren Zeitpunkt eine eindeutige Identifizierung des Schaltelements oder eines anderen elektrotechnischen Bauteils möglich ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Haube wird es bevorzugt, dass sie aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Insbesondere kann sie aus Polyamid hergestellt sein, vorzugsweise aus PA6, weiter vorzugsweise aus PA6 GF 20. Es handelt sich dabei um Polyamid, das mit 20 % Glasfaseranteil gefüllt ist. Ein solches Material hat sich als besonders geeignet zum Anbringen einer Beschriftung mittels eines Lasers gezeigt.
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Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Haube eine die Öffnung umgebende Einbuchtung auf, in welche ein Sperrelement eingesetzt oder einsetzbar ist. Das Sperrelement kann dazu eingerichtet sein, eine Betätigung des Schaltelements zu sperren. Dazu kann ein Knauf des Schaltelements mittels eines Schlosses am Sperrelement befestigt und gegen eine Betätigung verriegelt werden. Alternativ kann das Sperrelement dazu eingerichtet sein, nur bestimmte Schaltstellungen des Schaltelements zu erlauben. Die Einbuchtung ist insbesondere konzentrisch mit der Öffnung ausgebildet. Das Sperrelement ist beispielsweise ringförmig und/oder aus Kunststoff ausgebildet.
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Daneben betrifft die Erfindung eine Schalteranordnung, umfassend ein Schaltelement, eine Haube der beschriebenen Art und einen mit dem Schaltelement verbindbaren oder verbundenen Knauf.
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Vorzugsweise weist das Schaltelement der erfindungsgemäßen Schalteranordnung eine Schaltwelle auf, die die Öffnung der Frontseite der Haube durchsetzt.
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Bei der erfindungsgemäßen Schalteranordnung wird es bevorzugt, dass das Schaltelement wenigstens ein Halteelement wie eine Schnappnase zum Verrasten an einer Tragschiene aufweist. Die Schalteranordnung kann insbesondere an einer Hutschiene angebracht werden. Dazu eignet sich besonders eine Normprofilschiene gemäß IEC 60715/2017.
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Die Haube der erfindungsgemäßen Schalteranordnung kann an der Frontseite und/oder an wenigstens einer Seitenfläche eine aufgedruckte oder durch ein Strahlwerkzeug wie einen Laser erzeugte Beschriftung und/oder Markierung aufweisen. Vorzugsweise wird die Beschriftung und/oder Markierung erzeugt, wenn die Haube, gegebenenfalls nach dem Verbinden der Haube mit dem Schaltelement, von einem Greifer gegriffen wird, bevor die Schalteranordnung an einer Tragschiene befestigt wird.
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Die erfindungsgemäße Schalteranordnung kann in einem Magazingehäuse bereitgestellt werden, in dem eine Vielzahl derartiger Schalteranordnungen gestapelt aufgenommen ist. Ein derartiges Magazingehäuse weist eine Öffnung auf, die sich vorzugsweise an der Oberseite befindet, um die Schalteranordnungen im Rahmen eines automatisierten Montagevorgangs aus dem Magazingehäuse zu entnehmen.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 eine Frontansicht einer erfindungsgemäßen Haube,
- 2 eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Haube,
- 3 eine Ansicht der Habe von hinten,
- 4 eine Draufsicht der Haube,
- 5 eine perspektivische Ansicht,
- 6 eine weitere perspektivische Ansicht,
- 7 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schalteranordnung in Form einer Frontansicht,
- 8 eine Seitenansicht der in 7 gezeigten Schalteranordnung,
- 9 eine Ansicht der Schalteranordnung von hinten,
- Fig, 10 eine Draufsicht der Schalteranordnung,
- 11 eine perspektivische Ansicht der Schalteranordnung, und
- 12 eine weitere perspektivische Ansicht der Schalteranordnung.
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Die 1 bis 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Haube für ein Schaltelement, wobei 1 eine Frontansicht, 2 eine Seitenansicht, 3 eine Ansicht von hinten, 4 eine Draufsicht, 5 eine perspektivische Ansicht und 6 eine weitere perspektivische Ansicht ist.
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Die 7 bis 12 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Schalteranordnung, wobei 7 eine Frontansicht, 8 eine Seitenansicht, 9 eine Ansicht von hinten, 10 eine Draufsicht, 11 eine perspektivische Ansicht und 12 eine weitere perspektivische Ansicht ist.
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Die in 1 gezeigte Haube 1 ist zur Montage mit einem Schaltelement vorgesehen. Die Haube 1 umfasst eine Frontseite 2 mit einer Öffnung 3. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Haube 1 eine rechteckige, nahezu quadratische Frontseite 2.
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In der in 2 gezeigten Seitenansicht ist eine Seitenfläche 4 sichtbar, die eine gegenüberliegende und symmetrisch dazu ausgebildete Seitenfläche 5 verdeckt. Von der Seitenfläche 4 erstrecken sich Vorsprünge 6, die in diesem Fall als flache Zylinder ausgebildet sind. Die Haube 1 weist an beiden Seitenflächen 4, 5 derartige Vorsprünge 6 auf. Durch die mehreren verteilt angeordneten Vorsprünge 6 wird eine bestimmte Breite der Haube 1 festgelegt, die auf ein Rastermaß von Reihenklemmen abgestimmt ist. Eine Reihenklemme kann beispielsweise ein Rastermaß von 17,7 mm besitzen, die Haube kann dann z. B. eine Breite von 53,1 mm aufweisen, entsprechend der Breite dreier Reihenklemmen.
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3 ist eine Ansicht der Haube 1 von hinten und zeigt, dass die Frontseite 2 gemeinsam mit den Seitenflächen 4, 5 ein Volumen umgibt, in das Schaltelement einsetzbar ist.
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In der Draufsicht von 4 erkennt man, dass sich an die Frontseite 2 eine Oberseite 7 anschließt, analog setzt sich die Frontseite 2 unten als Unterseite 8 fort. Die Frontseite 2 umschließt somit gemeinsam mit der Oberseite 7, den Seitenflächen 4, 5 und der Unterseite 8 den vorderen Bereich eines in der Haube 1 aufgenommenen Schaltelements. In der Seitenansicht von 2 erkennt man, dass sich die Seitenfläche 4 zwischen der Oberseite 7 und der Unterseite 8 über die ganze Höhe erstreckt, von dort bis zum freien Ende 9 weisen die Seitenflächen 4, 5 jedoch eine geringere Höhe auf. Die Unterkante der Seitenfläche 4 ist somit bezogen auf die Unterseite 8 nach oben versetzt, die Oberkannte der Seitenfläche 4 ist bezogen auf die Oberseite 7 nach unten versetzt. Die Haube 1 weist Haltemittel auf, die als Rastvorsprünge 10, 11 ausgebildet sind. Die Rastvorsprünge 10, 11 erstrecken sich von der jeweiligen Seitenfläche 4, 5 nach innen, sie sind näherungsweise rechtwinklig nach innen abgewinkelt. In den 4 und 5 erkennt man, dass die Rastvorsprünge an ihrem freien Ende nach innen gewölbt bzw. verlängert sind, sodass sie eine Komponente des in die Haube 1 einzusetzenden Schaltelements hintergreifen können.
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Die Seitenflächen 4, 5 sind elastisch verformbar und ermöglichen somit das Einsetzen eines Schaltelements. Im eingesetzten Zustand umgreifen die Rastvorsprünge 10, 11 das Schaltelement formschlüssig.
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In den 4 und 5 erkennt man, dass die Seitenflächen 4, 5 innere Vorsprünge 12, 13 aufweisen, die eine formschlüssige Verbindung der Haube 1 mit einem Schaltelement sicherstellen und ein Aufnehmen der Haube mit einem eingesetzten Schaltelement durch einen Greifer eines Roboters ermöglichen.
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Wie in den 5 und 6 gezeigt, weist die Haube 1 eine die Öffnung 3 konzentrisch umgebende Einbuchtung auf. In die Einbuchtung ist ein Sperrelement (nicht gezeigt) einsetzbar, welches eine Betätigung des Schaltelements sperrt oder nur bestimmt Schaltstellung des Schaltelements erlaubt. Das Sperrelement ist ringförmig und aus Kunststoff ausgebildet.
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An einer oder an beiden Seitenflächen 4, 5 kann außenseitig eine Ausnehmung zum Anbringen eines RFID-Tags vorgesehen sein. Die Ausnehmung ermöglicht das Anbringen eines RFID-Tags, ohne dass sich die Breite erhöht.
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Die in diesem Ausführungsbeispiel gezeigte Haube 1 ist aus Kunststoffmaterial, genauer gesagt aus PA6 GF20, im Spritzgussverfahren hergestellt.
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Die 7 bis 12 zeigen eine Schalteranordnung 14, bestehend aus der Haube 1, einem Schaltelement 15 und einem Knauf 16. Der Knauf 16 ist nicht notwendigerweise Bestandteil der Schalteranordnung, diese kann auch lediglich aus der Haube 1 und dem Schaltelement 15 bestehen. Der Knauf 16 ist in an sich bekannter Weise auf einer Welle des Schaltelements 15 aufgesteckt, die die Öffnung 3 an der Frontseite 2 der Haube 1 durchsetzt. Die Haube 1 ist so an das Schaltelement 15 angepasst, dass dieses formschlüssig darin aufgenommen ist. Insbesondere in den 10 und 12 erkennt man, dass die an den Seitenflächen 4, 5 angeordneten Rastvorsprünge 10, 11 im montierten Zustand das Schaltelement 15 hintergreifen, sodass ein Lösen des Schaltelements 15 von der Haube 1 verhindert wird. In 10 erkennt man, dass die inneren Vorsprünge 12, 13 an der Außenseite des Schaltelements 15 anliegen. Dadurch kann die Schalteranordnung 14 sicher von einem Greifer gegriffen werden. Durch die eindeutige und präzise Positionierung der Haube 1 bezüglich des Schaltelements 15 kann die Haube 1, wenn sie durch einen Greifer gegriffen ist, mit einem Strahlwerkzeug wie ein Laser beschriftet werden. Zur Beschriftung eignet sich insbesondere die Frontseite 2, die mit Informationen für einen Benutzer versehen werden kann. Die Frontseite 2 kann somit spezifisch beschriftet werden, beispielsweise mit einer länderspezifischen Beschriftung.
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In 8 erkennt man, dass das Schaltelement 15 eine obere Einkerbung 17 und eine untere Schnappnase 18 aufweist. Durch Aufsetzen der Schalteranordnung 14 mit der Einkerbung auf eine Tragschiene und Verschwenken über die Schnappnase 18 kann die Schalteranordnung 14 sicher mittels eines Greifers eines Roboters auf der Tragschiene verrastet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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