DE212020000703U1 - Arrangement of a thin sheet metal part and a substrate part to which the thin sheet metal part is connected - Google Patents
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Abstract
Gehäuse zur Aufnahme von Geräten, wie elektrischen, elektronischen und optischen Geräten, umfassend mindestens eine Anordnung eines Blechteil mit einer Wandstärke von höchstens 2,1 mm und eines Substratteils, mit dem das Blechteil mechanisch und/oder elektrisch durch eine Schraube mit Senkkopf, von der ein mit Gewinde versehener Schaft ausgeht, der in einem Hohlraum des Substratteils aufgenommen und angezogen ist, so verbunden ist, dass eine vom Schaft abgewandte Oberseite des Senkkopfes mit einer Außenfläche des Blechteils bündig ist oder darunter liegt;
wobei das Substratteil ein Rahmenteil des Gehäuses umfasst und der Hohlraum des Substratteils eine Nut umfasst, die sich in einer Längsrichtung des Rahmenteils erstreckt,
wobei das Blechteil eine durchdringbare Öffnung aufweist, durch die der Schaft der Schraube vorgesehen ist, wobei die durchdringbare Öffnung verformte Wandteile mit Lippen umfasst, die sich von einem Außendurchmesser der durchdringbaren Öffnung zu einem Innendurchmesser der durchdringbaren Öffnung erstrecken, wobei der Außendurchmesser der Öffnung geringfügig größer als der Durchmesser des Kopfes ist, der Innendurchmesser der Öffnung geringfügig größer als der Durchmesser des Schaftes ist und der Durchmesser des Kopfes der Schraube größer als der Innendurchmesser der durchdringbaren Öffnung ist,
wobei die Lippen jeweils in einem Aufnahmeraum des Substratteils, der die Nut des Rahmenelements ist, aufgenommen werden, indem die Wandteile um den Außendurchmesser durch den Senkkopf beim Anziehen der Schraube herum gebogen werden.
Housing for accommodating devices, such as electrical, electronic and optical devices, comprising at least one arrangement of a sheet metal part with a wall thickness of at most 2.1 mm and a substrate part, to which the sheet metal part is mechanically and/or electrically connected by a screw with a countersunk head from the extending from a threaded shank received and tightened in a cavity of the substrate part, connected such that a top surface of the countersunk head remote from the shank is flush with or underlies an outer surface of the sheet metal part;
wherein the substrate part comprises a frame part of the housing and the cavity of the substrate part comprises a groove extending in a longitudinal direction of the frame part,
the sheet metal part having a penetrable opening through which the shank of the screw is provided, the penetrable opening comprising deformed wall parts with lips extending from an outer diameter of the penetrable opening to an inner diameter of the penetrable opening, the outer diameter of the opening being slightly larger than the diameter of the head, the inside diameter of the opening is slightly larger than the diameter of the shank and the diameter of the head of the screw is larger than the inside diameter of the penetrable opening,
wherein the lips are each received in a receiving space of the substrate part, which is the groove of the frame member, by bending the wall parts around the outer diameter by the countersunk head when tightening the screw.
Description
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Aufnahme von Geräten wie elektrische, elektronische und optische Geräte. Das Gehäuse umfasst eine Anordnung eines dünnen Blechteils und eines Substratteils, mit dem das Blechteil mechanisch und/oder elektrisch verbunden ist, wobei die Verbindung durch eine Schraube mit Senkkopf hergestellt wird, von der ein mit Gewinde versehener Schaft ausgeht, der in einem Hohlraum des Substratteils aufgenommen und angezogen wird.The invention relates to a housing for accommodating devices such as electrical, electronic and optical devices. The housing comprises an assembly of a thin sheet metal part and a substrate part to which the sheet metal part is mechanically and/or electrically connected, the connection being made by a countersunk screw having a threaded shank extending therefrom which is disposed in a cavity of the substrate part is picked up and attracted.
Die Erfindung betrifft ein solches Gehäuse zur Aufnahme von Geräten, die elektrische, elektronische und optische Geräte umfassen, wobei das Gehäuse mindestens eine erfindungsgemäße Anordnung umfasst.The invention relates to such a housing for accommodating devices that include electrical, electronic and optical devices, the housing including at least one arrangement according to the invention.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gehäuse zur Aufnahme von Geräten wie elektrischen, elektronischen und optischen Ausrüstungen, insbesondere von Computergeräten, sind seit langem bekannt. Nicht einschränkende Beispiele für geeignete elektronische Geräte sind Server, Netzwerkhardware und Tontechnik. Gehäuse, die beispielsweise in Geschäftsanwendungen verwendet werden, können Racks, die typischerweise abgesehen von einem Dach offenwandig sind, und Schränke umfassen, die typischerweise auch Seitenwände aufweisen. Solche Gehäuse umfassen einen tragenden Rahmen aus miteinander verbundenen Rahmenteilen, die Bodenrahmenteile, vertikal ausgerichtete Seitenrahmenteile und Dachrahmenteile umfassen. An und/oder zwischen den seitlichen Rahmenteilen können vertikal ausgerichtete Montageschienen zur Aufhängung von Ausrüstungen vorgesehen sein. Jede Montageschiene kann mit einem Boden- und einem Dachrahmenteil verbunden sein. Ein Beispiel für ein solches Gehäuse ist ein so genanntes 19-Zoll-Gehäuse, das eine Reihe von vertikal ausgerichteten Montageschienen umfasst, die sich parallel zueinander in einem gegenseitigen standardisierten Abstand von typischerweise 17,7 Zoll erstrecken. Jede Montageschiene ist mit einer Vielzahl von Öffnungen oder anderen Aufnahmen versehen, die sich entlang einer Längsrichtung jeder Montageschiene erstrecken und auf gleicher Höhe zwischen den Montageschienen vorgesehen sind. Standardisierte, optional modulare Ausrüstungen können typischerweise höchstens 17,7 Zoll breit und außerdem mit Befestigungslippen versehen sein, die mit den Öffnungen oder Aufnahmen verbunden werden, beispielsweise durch Schrauben. Auf diese Weise können mehrere Ausrüstungseinheiten in einem Gehäuse übereinander aufgehängt werden.Housings for accommodating devices such as electrical, electronic and optical equipment, in particular computer devices, have been known for a long time. Non-limiting examples of suitable electronic devices include servers, network hardware, and audio equipment. Enclosures used in business applications, for example, may include racks, which are typically open-walled except for a roof, and cabinets, which also typically have side walls. Such housings comprise a supporting frame of interconnected frame members including floor frame members, vertically oriented side frame members and roof frame members. Vertically aligned mounting rails for hanging equipment can be provided on and/or between the lateral frame parts. Each mounting rail can be connected to a floor and a roof frame part. An example of such a housing is a so-called 19 inch housing, which comprises a series of vertically oriented mounting rails extending parallel to one another at a standardized spacing of typically 17.7 inches. Each mounting rail is provided with a plurality of openings or other receptacles extending along a longitudinal direction of each mounting rail and provided at the same level between the mounting rails. Standard optional modular equipment may typically be 17.7 inches wide and may also be provided with mounting lips that connect to the openings or receptacles, such as with screws. In this way, several equipment units can be hung one above the other in one housing.
Es sei darauf hingewiesen, dass ein Gehäuse mit der erfindungsgemäßen Anordnung nicht auf das oben beschriebene 19-Zoll-Gehäuse beschränkt ist und die Erfindung auch auf andere Gehäuse, vorzugsweise mit standardisierten Abmessungen, wie 23-Zoll-Gehäuse, die beispielsweise in der Telekommunikation verwendet werden, anwendbar ist.It should be noted that a housing with the arrangement according to the invention is not limited to the 19-inch housing described above and the invention is also limited to other housings, preferably with standardized dimensions, such as 23-inch housings, used for example in telecommunications become applicable.
Der übrige Stand der Technik bezieht sich nicht auf Gehäuse zur Aufnahme von Geräten wie elektrischen, elektronischen und optischen Geräten. So offenbart die
Es gibt ein ständiges Bestreben im Stand der Technik, die Gehäuse im Hinblick auf Festigkeit, Steifigkeit, Kühlung, Vermeidung von Klappern und anderen Geräuschen sowie Gewichts- und Kostenreduzierung zu verbessern. In diesem Zusammenhang werden zunehmend dünne Blechwandteile mit einer Wandstärke von höchstens 2,1 mm verwendet. Solche dünnen Blechwandteile können mit einem Rahmenelement des Gehäuses mechanisch verbunden werden, um Dachteile oder Seitenwände des Gehäuses oder Wände für jeden anderen Zweck zu bilden. Zur Verbindung können die dünnen Blechwandteile mit einer Anzahl von Öffnungen versehen sein, und die Verbindung kann durch eine Schraube mit einem Kopf hergestellt werden, von dem ein mit Gewinde versehener Schaft ausgeht, der durch die Öffnungen des dünnen Blechteils hindurchgeführt und in einem Hohlraum des Rahmenteils aufgenommen und angezogen wird, das als Substratteil für das dünne Blechteil dient.There is a continuing effort in the art to improve housings in terms of strength, rigidity, cooling, rattle prevention, and other noise, weight and cost reduction. In this context, increasingly thin sheet metal wall parts with a wall thickness of at most 2.1 mm are used. Such thin sheet metal wall parts can be mechanically connected to a frame member of the housing to form roof parts or side walls of the housing or walls for any other purpose. For connection, the thin sheet metal wall parts may be provided with a number of openings and the connection may be made by a headed screw from which extends a threaded shank which passes through the openings of the thin sheet metal part and into a cavity of the frame part is picked up and tightened, which serves as a substrate part for the thin sheet metal part.
Um Kollisionen mit abstehenden Schrauben zu vermeiden, werden vorzugsweise Schrauben mit Senkkopf verwendet. Diese Schrauben ermöglichen eine versenkte Verbindung zwischen dem dünnen Blechteil und dem Substratteil. Das Vorsehen von Öffnungen in einem dünnen Blechteil, die eine solche Senkverbindung ermöglichen, ist jedoch problematisch, da die Verbindung in der Regel nicht ausreichend fest ist und die Verbindung nicht zuverlässig ist. Ein zweites Problem besteht darin, eine elektrische Verbindung zwischen der Schraube mit Senkkopf und dem Blechteil zu Erdungszwecken herzustellen. Blechteile können nämlich auf einer dem Senkkopf der Schraube zugewandten Seite mit einer schützenden, elektrisch isolierenden Schicht versehen sein, und diese elektrisch isolierende Schicht verhindert die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Blechteil und einem Substratteil, mit dem es verbunden ist.In order to avoid collisions with protruding screws, screws with countersunk heads are preferably used. These screws allow a countersunk connection between the thin sheet metal part and the substrate part. However, the provision of openings in a thin sheet metal part, which allow such a countersunk connection, is problematic since the connection is usually not sufficiently strong and the connection is not reliable. A second problem is to make an electrical connection between the countersunk screw and the sheet metal part for grounding purposes. Sheet metal parts can in fact be provided with a protective electrically insulating layer on a side facing the countersunk head of the screw, and this electrically insulating layer prevents the establishment of an electrical connection between the sheet metal part and a substrate part to which it is connected.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden oder zumindest teilweise zu beseitigen.It is an object of the present invention to avoid or at least partially eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Diese und weitere Ziele werden durch Bereitstellen eines Gehäuse gemäß Anspruch 1. Das Gehäuse umfasst unter anderem eine Anordnung eines Blechteils mit einer Wandstärke von höchstens 2,1 mm und eines Substratteils, mit dem das Blechteil mechanisch und/oder elektrisch verbunden ist, wobei die Verbindung durch eine Schraube mit Senkkopf hergestellt ist, von der ein mit Gewinde versehener Schaft ausgeht, der in einem Hohlraum des Substratteils aufgenommen und angezogen ist, wobei das Blechteil eine durchdringbare Öffnung aufweist, durch die der Schaft der Schraube vorgesehen ist, wobei ein Außendurchmesser der Öffnung geringfügig größer als der Durchmesser des Kopfes ist, ein Innendurchmesser der Öffnung geringfügig größer als der Durchmesser des Schaftes ist und sich Wandteile des Blechteils vom Außendurchmesser zum Innendurchmesser hin erstrecken, wobei jene Wandteile durch den Senkkopf beim Anziehen der Schraube verformt werden und jeweils in einem Aufnahmeraum des Substratteils aufgenommen werden.These and other objects are achieved by providing a housing according to
Ein Außendurchmesser der durchdringbaren Öffnung ist geringfügig größer als der Durchmesser des Senkkopfes der Schraube, womit gemeint ist, dass der Senkkopf der Schraube so in die durchdringbare Öffnung eindringen kann, dass eine vom Schaft abgewandte Oberseite des Senkkopfes bündig mit einer Außenfläche des Blechteils abschließen oder sogar darunter liegen kann, wenn sie verbunden sind. Ein Innendurchmesser der durchdringbaren Öffnung ist etwas größer als der Durchmesser des Schaftes der Schraube, womit gemeint ist, dass der Schaft der Schraube ungehindert in den vom Innendurchmesser abgedeckten Teil der Öffnung eingebracht werden kann.An outer diameter of the penetrable opening is slightly larger than the diameter of the countersunk head of the screw, which means that the countersunk head of the screw can enter the penetrable opening in such a way that an upper side of the countersunk head facing away from the shank is flush with an outer surface of the sheet metal part or even may be below when connected. An inner diameter of the penetrable opening is slightly larger than the diameter of the shank of the screw, which means that the shank of the screw can be inserted freely into the part of the opening covered by the inner diameter.
Der mit Gewinde versehene Schaft der Schraube mit Senkkopf wird in einem Hohlraum des Substratteils aufgenommen und angezogen. Zu diesem Zweck kann der Hohlraum des Substratteils zumindest teilweise auch mit einem Gewinde versehen sein, und die Gewinde des Substratteils wirken mit den Gewinden der Schraube mit Senkkopf zusammen, um die Verbindung herzustellen. Bei einer anderen Möglichkeit wird der Hohlraum des Substratteils nicht mit einem Gewinde versehen, sondern das Gewinde wird im Hohlraum des Substratteils erzeugt, wenn der Schaft der Schraube mit Senkkopf in den Hohlraum des Substratteils aufgenommen und angezogen wird. Die Schraube wird dann als „selbstschneidend“ bezeichnet. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung kein Substrat erfordert, das eine Senkung oder ein konisches Loch aufweist, in das der Senkkopf genau passt. Vielmehr kann der Aufnahmeraum des Substratteils größer sein als der Senkkopf, um die verformbaren Wandteile aufnehmen zu können.The threaded shank of the countersunk screw is received in a cavity of the substrate part and tightened. For this purpose the cavity of the substrate part may also be at least partially threaded and the threads of the substrate part cooperate with the threads of the countersunk screw to make the connection. In another possibility, the cavity of the substrate part is not threaded, but the threading is created in the cavity of the substrate part when the shank of the countersunk screw is received in the cavity of the substrate part and tightened. The screw is then referred to as "self-tapping". It should be noted that the invention does not require a substrate having a countersink or tapered hole into which the countersunk fits snugly. Rather, the receiving space of the substrate part can be larger than the countersunk head in order to be able to receive the deformable wall parts.
Das Substratteil kann aus Metall, aber auch aus jedem anderen geeigneten Material, das Elektrizität leiten kann, hergestellt werden. Ein geeignetes Material, das kein Metall ist, kann ein Polymer sein, das mit elektrisch leitenden Fasern versehen ist, wie beispielsweise Kohlenstofffasern.The substrate part can be made of metal, but also of any other suitable material that can conduct electricity. A suitable non-metal material may be a polymer provided with electrically conductive fibres, such as carbon fibres.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht eine Anordnung vor, bei der das Blechteil auf einer dem Senkkopf zugewandten Seite eine schützende, elektrisch isolierende Schicht aufweist und der Senkkopf an seiner Schaftseite mit einer Schneidkante versehen ist, die beim Anziehen der Schraube die elektrisch isolierende Schicht durchschneidet, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen der Schraube und dem Blechteil zu Erdungszwecken hergestellt wird. Die optionale elektrische Verbindung zwischen der Schraube mit Senkkopf, dem Blechteil und dem Substratteil ist für die Herstellung einer Erdungsverbindung von Bedeutung. In einer elektrischen Anlage verbindet ein Erdungssystem oder eine Erdung bestimmte Teile der Anlage aus Sicherheits- und Funktionsgründen mit der leitfähigen Oberfläche der Erde.A further embodiment of the invention provides an arrangement in which the sheet metal part has a protective, electrically insulating layer on a side facing the countersunk head and the countersunk head is provided on its shank side with a cutting edge which cuts through the electrically insulating layer when the screw is tightened, whereby an electrical connection between between the screw and the sheet metal part for grounding purposes. The optional electrical connection between the countersunk screw, the sheet metal part and the substrate part is important for establishing a ground connection. In an electrical installation, a grounding system or ground connects certain parts of the installation to the conductive surface of the earth for safety and functional reasons.
Erfindungsgemäß erstrecken sich Wandteile des Blechteils vom Außendurchmesser zum Innendurchmesser und werden beim Anziehen der Schraube durch den Senkkopf verformt und die verformten Wandteile werden in einem Aufnahmeraum des Substratteils aufgenommen. Dabei berührt der Senkkopf an der Schaftseite die Wandteile und verformt beim weiteren Anziehen der Schraube mit Senkkopf in den Hohlraum des Substratteils die Wandteile in Richtung des Hohlraums des Substratteils so, dass sie im verformten Zustand in einem Aufnahmeraum des Substratteils aufgenommen werden. Die verformten Wandteile, die in dem Aufnahmeraum des Substratteils aufgenommen werden, sorgen für eine starke und zuverlässige Verbindung zwischen dem dünnen Blechteil und dem Substratteil und ermöglichen darüber hinaus die Herstellung einer Senkverbindung zwischen dem Substratteil und einem dünnen Blechteil.According to the invention, wall parts of the sheet metal part extend from the outer diameter to the inner diameter and are deformed by the countersunk head when the screw is tightened, and the deformed wall parts are received in a receiving space of the substrate part. The countersunk head touches the wall parts on the shank side and, as the screw with countersunk head is tightened further in the cavity of the substrate part, deforms the wall parts in the direction of the cavity of the substrate part in such a way that they are received in a receiving space of the substrate part in the deformed state. The deformed wall parts accommodated in the receiving space of the substrate part provide a strong and reliable connection between the thin sheet metal part and the substrate part and also enable a sinking connection to be made between the substrate part and a thin sheet metal part.
Die Verformung der Wandteile beim Anziehen der Schraube mit Senkkopf in den Hohlraum des Substratteils kann beliebig sein. In einer Ausführungsform werden die Wandteile durch den Senkkopf beim Anziehen der Schraube elastisch verformt. In dieser Ausführungsform kann das Lösen der Schraube und das Lösen der Verbindung zwischen dem dünnen Blechteil und dem Substratteil dazu führen, dass die Verformung der Wandteile in ihren ursprünglichen Zustand zurückgeführt wird. In einer anderen Ausführungsform werden die Wandteile beim Anziehen der Schraube durch den Senkkopf plastisch verformt. In dieser Ausführungsform werden die Wandteile beim Lösen der Schraube in ihrem verformten Zustand belassen. Mit anderen Worten ist in dieser Ausführungsform die Verformung der Wandteile der durchdringbaren Öffnungen in dem dünnen Blechteil dauerhaft, wenn sie einmal verformt sind.The deformation of the wall parts when tightening the countersunk screw into the cavity of the substrate part can be arbitrary. In one embodiment, the wall parts are elastically deformed by the countersunk head when the screw is tightened. In this embodiment, loosening the screw and loosening the connection between the thin sheet metal part and the substrate part can result in the deformation of the wall parts being restored to their original state. In another embodiment, the wall parts are plastically deformed by the countersunk head when the screw is tightened. In this embodiment, the wall parts are left in their deformed state when the screw is loosened. In other words, in this embodiment, the deformation of the wall parts of the penetrable openings in the thin sheet metal part is permanent once they are deformed.
Das dünne Blechteil kann eine beliebige Form haben. Es kann zum Beispiel streifen- oder plattenförmig sein oder einen profilierten Querschnitt haben. Das dünne Blechteil kann vorzugsweise als Teil einer Einfassung oder eines Gehäuses zur Aufnahme von Geräten wie elektrischen, elektronischen und optischen Geräten, insbesondere von Computergeräten, verwendet werden. Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung sieht dann eine Anordnung vor, bei der das Blechteil eine Vielzahl der erfindungsgemäßen Öffnungen aufweist, die entlang einer Seitenkante des Blechteils angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Seitenkante des Blechteils linear, und die Öffnungen sind entlang einer Linie parallel zur linearen Seitenkante des Blechteils ausgerichtet. Die oder die besagten Öffnungen beziehen sich auf die durchdringbaren Öffnungen, durch die der Schaft der Schraube vorgesehen ist, wobei ein Außendurchmesser der Öffnungen geringfügig größer als der Durchmesser des Kopfes ist, ein Innendurchmesser der Öffnungen geringfügig größer als der Durchmesser des Schaftes ist, und sich Wandteile des Blechteils vom Außendurchmesser zum Innendurchmesser hin erstrecken, wobei jene Wandteile durch den Senkkopf beim Anziehen der Schraube verformt werden und jeweils in einem Aufnahmeraum des Substratteils aufgenommen werden. Es versteht sich, dass das Blechteil auch eine Vielzahl weiterer Öffnungen aufweisen kann, die gegebenenfalls entlang einer Seitenkante des Blechteils angeordnet sind. Die weiteren Öffnungen sind nicht durchdringbar und mit verformbaren Wandteilen versehen.The thin sheet metal part can have any shape. For example, it can be in the form of strips or plates or have a profiled cross-section. The thin sheet metal part can preferably be used as part of an enclosure or housing for accommodating devices such as electrical, electronic and optical devices, in particular computer devices. An expedient embodiment of the invention then provides an arrangement in which the sheet metal part has a multiplicity of the openings according to the invention, which are arranged along a side edge of the sheet metal part. Preferably, the side edge of the sheet metal part is linear and the openings are aligned along a line parallel to the linear side edge of the sheet metal part. The orifices said refer to the penetrable orifices through which the shank of the screw is provided, an outer diameter of the orifices being slightly larger than the diameter of the head, an inner diameter of the orifices being slightly larger than the diameter of the shank, and themselves Wall parts of the sheet metal part extend from the outer diameter to the inner diameter, with those wall parts being deformed by the countersunk head when the screw is tightened and each being accommodated in a receiving space of the substrate part. It goes without saying that the sheet metal part can also have a large number of further openings, which are optionally arranged along a side edge of the sheet metal part. The other openings cannot be penetrated and are provided with deformable wall parts.
Das Substratteil umfasst einen Hohlraum zur Aufnahme des mit Gewinde versehenen Schafts der Schraube mit Senkkopf und einen Aufnahmeraum zur Aufnahme der verformbaren Wandteile des dünnen Blechteils im verformten Zustand (auch als „die verformten Wandteile“ bezeichnet).The substrate part includes a cavity for receiving the threaded shank of the countersunk screw and a receiving space for receiving the deformable wall portions of the thin sheet metal part in the deformed state (also referred to as "the deformed wall portions").
Erfindungsgemäß umfasst das Substratteil ein Rahmenteil des Gehäuses, vorzugsweise ein stranggepresstes Rahmenteil, und der Hohlraum des Substratteils umfasst eine sich in Längsrichtung des Rahmenteils erstreckende, gegebenenfalls mit Gewinde versehene Nut, wobei die Nut auch den Aufnahmeraum für die verformbaren Wandteile bereitstellt. Der Aufnahmeraum kann ebenfalls mit einem Gewinde versehen sein oder auch ohne Gewinde auskommen. Im letzteren Fall ist die Nut nur auf einem Teil ihrer Oberfläche mit einem Gewinde versehen. Ein Rahmenelement stellt vorzugsweise eine lineare Struktur dar, die sich in Längsrichtung erstreckt.According to the invention, the substrate part comprises a frame part of the housing, preferably an extruded frame part, and the cavity of the substrate part comprises a groove which extends in the longitudinal direction of the frame part and is optionally provided with a thread, the groove also providing the receiving space for the deformable wall parts. The receiving space can also be provided with a thread or can do without a thread. In the latter case the groove is only threaded on part of its surface. A frame member is preferably a linear structure extending longitudinally.
Die Erfindung stellt eine Lösung für das Problem bereit, eine feste und zuverlässige Senkverbindung zwischen einem dünnen Blechteil und einem Substratteil in der Form eines Rahmenelements, das mit einer Nut versehen ist, die sich in einer Längsrichtung des Rahmenelements erstreckt, herzustellen. Das dünne Blechteil hat eine Wandstärke von höchstens 2,1 mm. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen übersteigt die Wandstärke des Blechteils nicht 1,8 mm, noch bevorzugter nicht 1,6 mm, noch bevorzugter nicht 1,4 mm, noch bevorzugter nicht 1,1 mm und ganz besonders bevorzugt nicht 0,9 mm. Die Vorteile der Erfindung werden mit geringerer Wandstärke des Blechteils deutlicher. In den meisten Ausführungsformen wird das dünne Blechteil eine konstante Wandstärke aufweisen. Ist dies nicht der Fall, so entspricht die Wandstärke des Blechteils seiner Wandstärke an der Stelle der durchdringbaren Öffnung(en). Mit anderen Worten kann das Blechteil an anderen Stellen als der/den durchdringbaren Öffnung(en) dicker sein, zum Beispiel zwischen den durchdringbaren Öffnungen.The invention provides a solution to the problem of making a strong and reliable sinking connection between a thin sheet metal part and a substrate part in the form of a frame member provided with a groove extending in a longitudinal direction of the frame member. The thin sheet metal part has a maximum wall thickness of 2.1 mm. In further preferred embodiments, the wall thickness of the sheet metal part does not exceed 1.8 mm, more preferably not more than 1.6 mm, more preferably not more than 1.4 mm, more preferably not more than 1.1 mm and very particularly preferably not more than 0.9 mm. The advantages of the invention become clearer with a smaller wall thickness of the sheet metal part. In the In most embodiments, the thin sheet metal part will have a constant wall thickness. If this is not the case, the wall thickness of the sheet metal part corresponds to its wall thickness at the location of the penetrable opening(s). In other words, the sheet metal part can be thicker at locations other than the penetrable opening(s), for example between the penetrable openings.
Erfindungsgemäß ist eine vom Schaft abgewandte Oberseite des Senkkopfes mit einer Außenfläche des Blechteils bündig oder liegt darunter. Die Schraube mit Senkkopf wird in dieser Ausführungsform ausreichend weit in den Hohlraum des Substratteils, d. h. in die Nut des Rahmenelements, eingedreht, um den Senkungseffekt zu erzielen. Der Fachmann kann die Abmessungen der Schraube und des Hohlraums und/oder des Aufnahmeraums des Substratteils so wählen, dass dies erreicht wird.According to the invention, an upper side of the countersunk head facing away from the shank is flush with an outer surface of the sheet metal part or is below it. The countersunk screw in this embodiment is driven sufficiently far into the cavity of the substrate part, i. H. screwed into the groove of the frame member to achieve the countersink effect. The person skilled in the art can choose the dimensions of the screw and the cavity and/or the receiving space of the substrate part in such a way that this is achieved.
Erfindungsgemäß werden Wandteile der durchdringbaren Öffnung des dünnen Blechteils beim Anziehen der Schraube durch den Senkkopf verformt und jeweils in einem Aufnahmeraum des Substratteils aufgenommen. Wie bereits oben erläutert, kann die Verformung elastisch (rückstellbar) oder plastisch (dauerhaft) sein. Um die Verformung der verformbaren Wandteile zu erleichtern, ist eine Ausführungsform vorgesehen, bei der die Wand des Blechteils einen oder mehrere geschwächte Bereiche in der Nähe der verformbaren Wandteile aufweist, um deren Verformung durch den Senkkopf beim Anziehen der Schraube zu erleichtern. Das Vorsehen der geschwächten Bereiche erleichtert nicht nur die Verformung der durchdringbaren Wandteile, sondern kann auch einen bestimmten Verformungsmechanismus auslösen, wie beispielsweise Biegen der Wandteile um eine in dem/den geschwächten Bereich(en) gebildete Linie.According to the invention, wall parts of the penetrable opening of the thin sheet metal part are deformed by the countersunk head when the screw is tightened and are each received in a receiving space of the substrate part. As explained above, the deformation can be elastic (recoverable) or plastic (permanent). In order to facilitate the deformation of the deformable wall parts, an embodiment is provided in which the wall of the sheet metal part has one or more weakened areas in the vicinity of the deformable wall parts to facilitate their deformation by the countersunk head when tightening the screw. The provision of the weakened areas not only facilitates the deformation of the penetrable wall parts, but may also initiate some deformation mechanism, such as bending of the wall parts about a line formed in the weakened area(s).
Die Schwächung des Blechteils in einem geschwächten Bereich kann auf verschiedene Weise erreicht werden. In einer Ausführungsform wird ein geschwächter Bereich durch Verringern der Wandstärke des Blechteils in dem geschwächten Bereich gebildet. In einer anderen Ausführungsform kann das Blechteil in einem geschwächten Bereich geschwächt werden, indem (zusätzlich) Teile des Blechteils entfernt werden, z. B. durch Bohren von durchgehenden Löchern in das Blechteil. Ein geschwächter Bereich kann somit als ein Bereich des dünnen Blechteils definiert werden, der reduzierte mechanische Eigenschaften, wie Steifigkeit und/oder Festigkeit, aufweist.The weakening of the sheet metal part in a weakened area can be achieved in various ways. In one embodiment, a weakened area is formed by reducing the wall thickness of the sheet metal part in the weakened area. In another embodiment, the sheet metal part can be weakened in a weakened area by (additionally) removing parts of the sheet metal part, e.g. B. by drilling through holes in the sheet metal part. A weakened area can thus be defined as an area of the thin sheet metal part that has reduced mechanical properties, such as stiffness and/or strength.
Erfindungsgemäß umfassen die verformbaren Wandteile Lippen, die sich zwischen dem Innen- und dem Außendurchmesser erstrecken. Diese Lippen können an der Seite des Innendurchmessers eine freie Kante haben, um eine durch den Innendurchmesser definierte Öffnung zu bilden. Die Lippen werden verformt, indem sie unter der Einwirkung eines eindringenden Senkkopfes um den Außendurchmesser herum gebogen werden.According to the invention, the deformable wall portions include lips extending between the inner and outer diameters. These lips may have a free edge on the inside diameter side to form an opening defined by the inside diameter. The lips are deformed by bending around the outside diameter under the action of a penetrating countersink.
Die Anzahl der verformbaren Wandteile oder Lippen in einigen Ausführungsformen kann nach Belieben gewählt werden und kann 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und mehr betragen, je nach praktischen Erwägungen. Die Wandteile können getrennt werden, bevor der Kopf der Schraube in den Hohlraum des Substratteils eingebracht wird, oder sie können getrennt werden, wenn der Kopf der Schraube in den Hohlraum des Substratteils eingebracht wird.The number of deformable wall parts or lips in some embodiments can be chosen at will and can be 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and more depending on practical considerations. The wall parts can be separated before the head of the screw is inserted into the cavity of the substrate part, or they can be separated when the head of the screw is inserted into the cavity of the substrate part.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform der Anordnung, bei der die verformbaren Wandteile eine Vielzahl von Lippen umfassen, die in einer geometrischen Konfiguration angeordnet sind. Die Lippen können beispielsweise so gestaltet sein, dass sie um den von der durchdringbaren Öffnung gebildeten Umfang herum angeordnet sind. Wenn eine gerade Anzahl von Wandteilen oder Lippen verwendet wird, können die Wandteile oder Lippen in einer Ausführungsform diametral gegenüberliegend angeordnet sein.Preferred is an embodiment of the assembly wherein the deformable wall portions comprise a plurality of lips arranged in a geometric configuration. For example, the lips may be configured to be positioned around the perimeter formed by the penetrable opening. When an even number of wall parts or lips are used, in one embodiment the wall parts or lips may be diametrically opposed.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Blechteil auf einer dem Senkkopf zugewandten Seite eine schützende, elektrisch isolierende Schicht, und der Senkkopf ist an seiner Schaftseite mit einer Schneidkante versehen, die beim Anziehen der Schraube die elektrisch isolierende Schicht durchschneidet, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen der Schraube und dem Blechteil zu Erdungszwecken hergestellt wird. Die Schneidkante kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden. In einer Ausführungsform erstreckt sich die Schneidkante des Senkkopfes der Schraube im Wesentlichen entlang des gesamten Umfangs des Senkkopfes der Schraube. Die Schneidkante kann sich jedoch auch nur über einen Teil des Umfangs des Senkkopfes der Schraube erstrecken oder als eine Anzahl von Schneidstiften ausgeführt sein, die entlang des Umfangs der Schraube mit Senkkopf angeordnet sind. Es ist auch möglich, eine Ausführung vorzusehen, bei der mehr als eine Schneidkante in unterschiedlichen radialen Abständen von einer Mittellinie des Senkkopfes der Schraube vorgesehen ist.According to a preferred embodiment of the invention, the sheet metal part has a protective, electrically insulating layer on a side facing the countersunk head, and the countersunk head is provided with a cutting edge on its shank side, which cuts through the electrically insulating layer when the screw is tightened, thereby creating an electrical connection between between the screw and the sheet metal part for earthing purposes. The cutting edge can be designed in different ways. In one embodiment, the cutting edge of the countersunk head of the screw extends along substantially the entire circumference of the countersunk head of the screw. However, the cutting edge may extend over only part of the circumference of the countersunk head of the screw or be embodied as a number of cutting pins arranged along the circumference of the countersunk screw. It is also possible to provide an embodiment in which more than one cutting edge is provided at different radial distances from a center line of the countersunk head of the screw.
Die erfindungsgemäße Anordnung wird vorzugsweise in einem Gehäuse zur Aufnahme von Geräten, wie elektrischen, elektronischen und optischen Geräten, insbesondere Computergeräten, verwendet. Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich daher auf ein Gehäuse zur Aufnahme von Geräten, wie elektrischen, elektronischen und optischen Geräten, umfassend mindestens eine Anordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung. Das Blechteil kann beispielsweise eine Wand des Gehäuses umfassen, die gewählt ist aus einer luftdichten Wand, einer Luft blockierenden Wand, einer Bodenwand oder einer Dachwand des Gehäuses. Erfindungsgemäß umfasst das Substratteil ein Rahmenelement des Gehäuses, das aus einem aufrechten Rahmenelement, einem Bodenrahmenelement oder einem Dachrahmenelement des Gehäuses gewählt ist. Bei anderen Substratteilen kann es sich um Leisten oder um eine Montageschiene, vorzugsweise eine stranggepresste Montageschiene, handeln, die mit einer Reihe von Hohlräumen oder Löchern versehen ist. Diese Beispiele dienen nur der Veranschaulichung und sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen.The arrangement according to the invention is preferably used in a housing for accommodating devices such as electrical, electronic and optical devices, in particular computer devices. A further aspect of the invention therefore relates to a housing for accommodating devices, such as electrical, electronic and optical devices, comprising at least one arrangement according to the present disclosure. For example, the sheet metal part may comprise a wall of the housing selected from an airtight wall, an air blocking wall, a bottom wall or a roof wall of the housing. According to the invention, the substrate part comprises a frame member of the housing selected from an upright frame member, a floor frame member or a roof frame member of the housing. Other substrate parts may be strips or a mounting rail, preferably an extruded mounting rail, provided with a series of cavities or holes. These examples are for illustrative purposes only and are not to be construed as limiting the invention.
Eine Schraube zur Verwendung in einer Anordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst einen Senkkopf, von dem ein mit Gewinde versehener Schaft ausgeht, der zur Aufnahme und zum Anziehen in einem Hohlraum eines Substratteils, d. h. in die Nut eines Rahmenelements, geeignet ist, wobei der Senkkopf an seiner Schaftseite mit einer Schneidkante versehen ist, die geeignet ist, eine elektrisch isolierende Schicht eines Blechteils zu Erdungszwecken beim Anziehen der Schraube zu durchschneiden.A screw for use in an assembly according to the present disclosure includes a countersunk head from which extends a threaded shank for receipt and tightening in a cavity of a substrate part, i. H. into the groove of a frame element, the countersunk head being provided on its shank side with a cutting edge suitable for cutting through an electrically insulating layer of a sheet metal part for earthing purposes when tightening the screw.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Gehäuses verwendet eine Schraube, bei der ein Querschnitt der Schneidkante dreieckig ist, wobei sich ein erster Schenkel des Dreiecks unter einem Winkel zwischen 30 und 60° in Bezug auf eine Längsrichtung des Schafts erstreckt und sich ein zweiter Schenkel des Dreiecks unter einem Winkel zwischen 0 und 30° in Bezug auf die Längsrichtung des Schafts erstreckt. Diese Ausführungsform ist besonders erfolgreich beim Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen der Schraube, dem dünnen Blechteil und dem Substratteil.A preferred embodiment of the housing uses a screw in which a cross-section of the cutting edge is triangular, with a first leg of the triangle extending at an angle between 30 and 60° with respect to a longitudinal direction of the shank and a second leg of the triangle at an Extends angle between 0 and 30 ° with respect to the longitudinal direction of the shaft. This embodiment is particularly successful in establishing an electrical connection between the screw, the thin sheet metal part and the substrate part.
Eine weitere verbesserte Ausführungsform des Gehäuses verwendet eine Schraube, bei der sich der erste Schenkel an einer dem Schaft zugewandten Seite und der zweite Schenkel an einer vom Schaft abgewandten Seite erstreckt.A further improved embodiment of the housing uses a screw in which the first leg extends on a side facing the shank and the second leg extends on a side remote from the shank.
Ein Blechteil zur Verwendung in einer Anordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Öffnung, durch die ein Schaft einer Schraube vorgesehen werden kann, wobei ein Außendurchmesser der Öffnung etwas größer als der Durchmesser eines Senkkopfes der Schraube ist, ein Innendurchmesser der Öffnung etwas größer als der Durchmesser des Schaftes ist und sich Wandteile des Blechteils vom Außendurchmesser zum Innendurchmesser hin erstrecken, wobei die Wandteile durch den Senkkopf der Schraube beim Anziehen der Schraube verformt werden. Das erfindungsgemäße Gehäuse ermöglicht die Herstellung einer festen und zuverlässigen mechanischen und/oder elektrischen Verbindung mit einem Substratteil, wobei die Verbindung versenkt und vorzugsweise zu Erdungszwecken elektrisch leitend ist.A sheet metal part for use in an assembly according to the present disclosure includes an opening through which a shank of a screw can be provided, wherein an outside diameter of the opening is slightly larger than the diameter of a countersunk head of the screw, an inside diameter of the opening slightly larger than the diameter of the shank and wall parts of the sheet metal part extend from the outer diameter to the inner diameter, the wall parts being deformed by the countersunk head of the screw when the screw is tightened. The housing of the present invention enables a strong and reliable mechanical and/or electrical connection to be made to a substrate member, the connection being buried and preferably electrically conductive for grounding purposes.
Die in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können in jeder möglichen Kombination dieser Ausführungsformen kombiniert werden, und jede Ausführungsform kann einzeln den Gegenstand einer Teilpatentanmeldung bilden.The embodiments of the invention described in the present disclosure may be combined in any possible combination of these embodiments, and each embodiment may individually form the subject of a divisional patent application.
Figurenlistecharacter list
Die Erfindung wird nun anhand mehrerer, nicht abschließender Ausführungsformen näher erläutert, die in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen:
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses oder Racks gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 zeigt ein Detail des in1 dargestellten Racks mit einer Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
3A zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung mit einem Blechsubstrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
3B zeigt eine Querschnittsansicht der in3A dargestellten Anordnung; -
3C zeigt eine Querschnittsansicht einer Anordnung mit einer Mutter als Substrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
3D zeigt eine Querschnittsansicht einer Anordnung mit einem Blechsubstrat, dessen verformbare Wandteile eine reduzierte Wandstärke aufweisen, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
4A zeigt eine Draufsicht auf ein dünnes Blechteil mit einer Öffnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
4B zeigt eine Querschnittsansicht einer Anordnung mit einem genuteten Rahmenteil als Substrat gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
4C zeigt eine Querschnittsansicht der in4B dargestellten Anordnung mit einer Schraube gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
4D zeigt eine Querschnittsansicht der in4C dargestellten Anordnung, nachdem eine Schraube gemäß einer Ausführungsform der Erfindung entfernt wurde; -
5 zeigt eine detaillierte Querschnittsansicht einer Anordnung, bei der die Schraube mit einer Schneidkante versehen ist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
6 zeigt eine Draufsicht auf ein dünnes Blechteil mit Öffnungen gemäß mehreren Ausführungsformen der Erfindung; -
7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem verbundenen Zustand; -
8 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Anordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem unverbundenen Zustand; und -
9A und9B zeigen schließlich eine perspektivische Ansicht von unten und von oben auf eine Ausführungsform einer Schraube zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Anordnung.
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1 12 shows a perspective view of a housing or rack according to an embodiment of the invention; -
2 shows a detail of the in1 illustrated racks with an arrangement according to an embodiment of the invention; -
3A shows a plan view of an arrangement with a sheet metal substrate according to an embodiment of the invention; -
3B shows a cross-sectional view of FIG3A arrangement shown; -
3C Fig. 12 shows a cross-sectional view of an assembly with a nut as a substrate according to an embodiment of the invention; -
3D shows a cross-sectional view of an arrangement with a sheet metal substrate whose deformable wall parts have a reduced wall thickness, according to an embodiment of the invention; -
4A Fig. 12 shows a plan view of a thin sheet metal part with an opening according to an embodiment of the invention; -
4B Fig. 12 shows a cross-sectional view of an arrangement with a notched frame member as a substrate according to an embodiment of the invention; -
4C shows a cross-sectional view of FIG4B shown arrangement with a screw according to an embodiment of the invention; -
4D shows a cross-sectional view of FIG4C arrangement shown after a screw has been removed according to an embodiment of the invention; -
5 shows a detailed cross-sectional view of an arrangement in which the screw with a cutting edge, according to an embodiment of the invention; -
6 12 shows a plan view of a thin sheet metal part with openings according to several embodiments of the invention; -
7 shows a perspective view of an arrangement according to an embodiment of the invention in a connected state; -
8th Figure 12 shows a perspective view of an assembly according to an embodiment of the invention in an unconnected state; and -
9A and9B finally show a perspective view from below and from above of an embodiment of a screw for use in the arrangement according to the invention.
BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGENDESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS
In
Das Dach 11 ist in der gezeigten Ausführungsform mit drei aneinandergrenzenden Dachplatten 11c aus einem dünnen Blech, vorzugsweise Stahl, versehen. Die dünn Blechplatten 11c haben eine Dicke von 1,0 mm, können aber auch eine andere Dicke von höchstens 2,1 mm haben. In der in
In der
Wie in den
Wie in
In
Die verformbaren Wandteile 52 können aus Lippen bestehen, die sich zwischen dem Außendurchmesser 50 und dem Innendurchmesser 51 erstrecken. In der Ausführungsform von
In einigen Ausführungsformen, wie beispielsweise in den
Die in
Es wird deutlich, dass viele Variationen der oben beschriebenen Ausführungsformen von einem Fachmann innerhalb des durch die beigefügten Ansprüche festgelegten Umfangs der Erfindung in Betracht gezogen werden können.It is clear that many variations of the embodiments described above can be envisaged by a person skilled in the art within the scope of the invention as defined by the appended claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |