DE3835695A1 - Mechanische und elektrische verbindung zwischen einem metallenen strangpressprofil und einem metallenen gussteil - Google Patents

Mechanische und elektrische verbindung zwischen einem metallenen strangpressprofil und einem metallenen gussteil

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Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen einem metallenen Strangpreßprofil und einem metallenen Gußteil, wobei das Guß­ teil mit einem der Innenprofilierung des Strangpreßprofils angepaßten, in das Strangpreßprofil einschiebbaren Zapfenvorsprung versehen ist.
Derartige Verbindungen sind beispielsweise bei rechteckigen Frontrahmen für Gehäuse zur Aufnahme von Steckbaugruppen oder Baugruppenträgern elektronischer Geräte üblich. Es ist erforderlich, den Frontrahmen elektrisch mit dem Gehäuse zu verbinden. Dies bereitet bei einteilig gegossenen Frontrahmen keine Schwie­ rigkeiten. Ist der Rahmen jedoch aus Strangpreßprofilen, die beidendig über Gußteile mit in das Strangpreßprofil einschiebbaren Zapfenvorsprüngen verbun­ den werden, aufgebaut, bereitet die zuverlässige mechanische und elektrische Verbindung der Einzelteile Probleme. Zusätzliche Schwierigkeiten ergeben sich dadurch, daß die Verbindung das nachfolgende Lackieren und Einbrennen des Rah­ mens ohne Funktionsbeeinträchtigung ermöglichen muß. Außerdem sollten die Ver­ bindungsteile aus optischen Gründen unsichtbar angebracht sein.
Es ist bekannt, die einzelnen Rahmenteile durch eingelegte Eckstücke zu ver­ binden, die anschließend verstemmt werden. Diese Art der Verbindung ist jedoch nur mit Zusatzteilen und einer Verformung möglich. Bei zu schwacher Verstem­ mung und mechanischer Belastung ergibt sich ein Lockersitz der Rahmenteile. Danach ist eine sichere elektrische Verbindung nicht mehr garantiert.
Ein Aufpressen des Profils auf einen Zapfenvorsprung ist mit dem Nachteil be­ haftet, daß ein befriedigendes Ergebnis nur bei Verwendung eines Hohlprofils möglich ist. Außerdem ist die exakte Einhaltung enger Fertigungstoleranzen unumgänglich.
Weiter ist es bekannt, Metallteile durch Verkleben miteinander zu verbinden. Klebungen erfordern große Sorgfalt und Maßhaltigkeit. Der Klebstoff muß leit­ fähig sein und ist deshalb teuer. Da die Einbrenntemperatur durch den Kleb­ stoff begrenzt wird, ist die Lackauswahl eingeschränkt.
Es besteht die Möglichkeit, ein Strangpreßprofil mit dem Zapfenvorsprung eines Gußteiles unmittelbar zu verstemmen. Bei hoher mechanischer Belastung kann der elektrische Kontakt jedoch zerstört werden.
Schließlich bietet es sich an, die geforderte Verbindung durch Verschrauben oder Verschweißen der Teile zu erzielen. Auch diese Verbindungsarten sind je­ doch nicht frei von Nachteilen. Eine Verschraubung stellt eine aufwendige Mon­ tage dar und ist aus optischen Gründen nachteilig, da die Schraubenköpfe kaum unsichtbar unterzubringen sind. Schweißungen sind nur bei Materialgleichheit möglich, welche bei der Verbindung von Strangpreßprofilen mit Gußteilen in der Regel nicht gegeben ist.
Ausgehend vom vorbeschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, eine auch bei mechanischer Belastung zuverlässige, mechanische und elektrische Verbindung zwischen einem metallenen Strangpreßprofil und einem metallenen Gußteil, welches mit einem der Innenprofilierung des Strang­ preßprofils angepaßten Zapfenvorsprung in das Strangpreßprofil einschiebbar ist, zu schaffen, die kostengünstig herstellbar ist, den optischen Eindruck nicht beeinträchtigt und die freie Auswahlmöglichkeit für das nachfolgende Lackieren und Einbrennen nicht einschränkt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen einander ge­ genüberliegenden Flächen des Strangpreßprofils und des Zapfenvorsprunges zumindest ein, sich mit angeformten Widerhaken in das Strangpreßprofil und den Zapfenvorsprung verkrallendes, Federelement größerer Härte als Strangpreß­ profil und Gußteil angeordnet ist.
Erfindungsgemäß wird also zwischen dem Strangpreßprofil und dem Zapfenvor­ sprung ein mit Widerhaken versehenes Federelement angeordnet. Da das Federele­ ment eine größere Härte als die miteinander zu verbindenden Teile aufweist, verkrallen sich die angeformten Widerhaken sowohl in das Strangpreßprofil als auch in den Zapfenvorsprung des Gußteils. Durch die erfindungsgemäßen Maßnah­ men wird eine zuverlässige mechanische und elektrische Verbindung geschaffen, die aufgrund der Federelastizität des Federelementes auch bei mechanischer Be­ lastung erhalten bleibt. Das Federelement kann völlig unsichtbar angeordnet werden und stört den optischen Eindruck in keiner Weise. Die freie Auswahlmög­ lichkeit bezüglich des nachfolgenden Lackier- und Einbrennverfahrens wird durch die erfindungsgemäße Art der Verbindung nicht eingeschränkt. Es ist vor­ teilhaft, aus Gewichtsgründen ein aus einer Aluminiumlegierung bestehendes Strangpreßprofil zu verwenden.
Zweckmäßig wird das Strangpreßprofil als offenes Profil ausgebildet und mit Hinterschneidungen zur formschlüssigen Festlegung des Zapfenvorsprunges quer zu dessen Einführrichtung versehen. Auch diese Merkmale bewirken eine Ge­ wichtsreduzierung und verkleinern zusätzlich den Raumbedarf.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist das Gußteil als Zinkdruckgußteil ausgeführt, wobei die Gußschrägen des Zapfenvorsprunges vorteilhaft derart verlaufen, daß im Endbereich des Strangpreßprofils eine Zentrierung des Zap­ fenvorsprunges im Strangpreßprofil gegeben ist, während sich das Spiel des Zapfenvorsprunges im Strangpreßprofil zum Zapfenende hin vergrößert. Es ist also eine exakte Zentrierung der miteinander zu verbindenden Teile gegeben, obwohl sich das Spiel des Zapfenvorsprunges im Strangpreßprofil aus gießtech­ nischen Gründen vergrößert. Das Spiel wird durch die Federelastizität des Federelementes ohne Beeinträchtigung der Funktion ausgeglichen.
Um die exakte Plazierung des Federelementes zu erleichtern, kann es vorteil­ haft sein, wenn der Zapfenvorsprung eine Vertiefung zur Aufnahme des Federele­ mentes aufweist. Durch diese Maßnahme wird außerdem bewirkt, daß genügend Ein­ bautiefe für das Federelement vorhanden ist, ohne die Zentrierung des Zapfen­ vorsprunges im Strangpreßprofil zu behindern.
Das Federelement kann aufgrund seines Werkstoffes und/oder seine Oberflächen­ beschichtung korrosionsunempfindlich ausgeführt sein, um die zuverlässige elektrische Verbindung noch sicherer zu gestalten. Die Herstellung des Feder­ elementes aus einem Bandstahl kann relativ einfach und kostengünstig vorge­ nommen werden.
Die Widerhaken können durch mehrere randoffene Ausnehmungen an zumindest einer in Einführrichtung des Zapfenvorsprunges liegenden Längsseite des Federelemen­ tes gebildet werden, wobei die Stege zwischen den im Abstand zueinander angeordneten Ausnehmungen gleichsinnig um quer zur Einführrichtung des Zapfen­ vorsprunges liegende Achsen verdreht sind. Die Ausnehmungen können derart aus­ geführt sein, daß die Spitzen der Widerhaken einen Winkel von maximal 90° ein­ schließen. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Widerhaken eine optimale Ver­ krallung gewährleisten. Eine fertigungstechnisch besonders einfache Lösung ergibt sich, wenn die Ausnehmungen zumindest Halbkreisflächengröße aufweisen. Der Verdrehwinkel sollte maximal 45°, vorzugsweise zwischen 10° und 30°, betragen. Mittels der vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Merkmale kann auf fertigungstechnisch wenig aufwendige Weise das Federelement mit funktionell einwandfreien Widerhaken versehen werden.
Montagetechnisch besonders vorteilhaft ist es, wenn das Federelement einen die Widerhaken aufweisenden Sicherungsschenkel, einen im Abstand vom Sicherungs­ schenkel etwa parallel zu diesem verlaufenden Halteschenkel sowie einen, Sicherungsschenkel und Halteschenkel verbindenden, Verbindungssteg aufweist. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, das aus Sicherungsschenkel, Halteschen­ kel und Verbindungssteg bestehende Federelement auf den Zapfenvorsprung des Gußteiles selbsthaltend aufzuschieben und anschließend den Zapfenvorsprung samt Federelement in das Strangpreßprofil einzuführen, womit die mechanische und elektrische Verbindung der beiden Teile fertiggestellt wäre.
Der Abstand zwischen den mit dem Federelement korrespondierenden Flächen des Strangpreßprofiles und dessen Zapfenvorsprunges sollte größer gewählt werden als das auf Block zusammengedrückte Federelement, jedoch kleiner als die Dicke des unbelasteten Federelementes. Somit ist gewährleistet, daß die Federelasti­ zität des Federelementes ausreicht, um eine sichere Verkrallung der Widerhaken in beide zu verbindende Teile zu garantieren.
Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist das Gußteil beidendig gleichsinnig rechtwinklig vom Grundkörper abstehende Zapfenvorsprün­ ge auf, die jeweils mittels eines mit Widerhaken versehenen Federelementes mit einem Strangpreßprofil verbindbar sind. Die vorbeschriebene erfindungsgemäße Maßnahme schafft die Möglichkeit, unter Verwendung zweier Gußteile und zweier Strangpreßprofile sowie den Federelementen, einen geschlossenen Rechteckrahmen aufzubauen, wobei die Längenabmessung der Rahmen durch Verwendung entsprechend abgelängter Strangpreßprofile variiert werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verbindung wird nachstehend an­ hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Verbindung zwischen einem Strangpreßprofil und einem Gußteil in einer isometrischen Ansicht;
Fig. 2 einem Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Verbindung gemäß der Linie A-A in Fig. 1;
Fig. 3 die erfindungsgemäße Verbindung gemäß den Fig. 1 und 2 in einem Schnitt gemäß der Linie B-B in Fig. 2 und
Fig. 4 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Federelement in einer, teilweise aufgebrochen dargestellten, Vorderansicht.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine mechanische und elektrische Verbindung 1 zwi­ schen einem Strangpreßprofil 2, hier einem Aluminium-Strangpreßprofil, und einem Gußteil 3, hier einem Zinkdruckgußteil. Das Strangpreßprofil 2 ist als offenes Profil ausgebildet und weist, in Fig. 1 bei 4 und 5 angedeutete, Hin­ terschneidungen auf. Die Hinterschneidungen 4 und 5 dienen der formschlüssigen Festlegung des einstückig an das Gußteil 3 angeformten, der Innenprofilierung des Strangpreßprofils 2 angepaßten Zapfenvorsprunges 6 quer zu dessen Einführ­ richtung 7. Die Gußschrägen des Zapfenvorsprunges 6 ermöglichen eine einwand­ freie Zentrierung des Endbereiches 8 des Strangpreßprofiles 2, während sich das Spiel des Zapfenvorsprunges 6 im Strangpreßprofil 2 zum Zapfenende 9 hin vergrößert.
Die mechanische und elektrische Verbindung 1 zwischen dem Strangpreßprofil 2 und dem Gußteil 3 erfolgt mittels eines Federelementes 10. Das Federelement 10 ist aus einem hochlegierten Bandstahl, z.B. einem Chrom-Nickel-Stahl, herge­ stellt und weist einen Sicherungsschenkel 11, einen im Abstand zum Sicherungs­ schenkel 11 etwa parallel zu diesem verlaufenden Halteschenkel 12 sowie einen, Sicherungsschenkel 11 und Halteschenkel 12 verbindenden, Verbindungssteg 13 auf.
Der Sicherungsschenkel 11 ist mit Widerhaken 14 und 15 versehen. Die Wider­ haken 14 und 15 sind an beiden Längsseiten 16 des Sicherungsschenkels 11 an­ geordnet. Sie werden von mehr als halbkreisflächengroßen, randoffenen Ausneh­ mungen 17 dadurch gebildet, daß die zwischen den Ausnehmungen 17 verbleibenden Stege 18 gleichsinnig um quer zur Einführrichtung 7 liegende Achsen verdreht sind. Der Verdrehwinkel beträgt im Ausführungsbeispiel vor dem Zusammenbau etwa 20°.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen mechanischen und elektrischen Verbindung wird zunächst das Federelement 10, mit dem Sicherungsschenkel nach außen über den Zapfensteg 20 des Zapfenvorsprunges 6 geschoben. Die exakte Plazierung wird durch eine Vertiefung 21 an der Außenseite des Zapfensteges 20 erleich­ tert. Beim Aufschieben auf den Zapfensteg 20 verkrallen sich die Widerhaken 14 am Zapfenvorsprung 6, so daß das Federelement 10 unverlierbar am Gußteil 3 festgehalten ist. Das Aufschieben des Sicherungselementes 10 auf den Zapfen­ steg 20 kann in der Regel von Hand, d.h. ohne Werkzeug, erfolgen. Anschließend wird das Strangpreßprofil 2 über den mit dem Sicherungselement 10 versehenen Zapfenvorsprung 6 des Gußteiles 3, gegebenenfalls mittels eines Gummihammers oder einer kleinen Presse, gedrückt. Hierbei verkrallen sich die Widerhaken 15 des Federelementes 10 derart in das Strangpreßprofil 2, daß eine zuverlässige mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Strangpreßprofil 2 und dem Gußteil 3 entsteht, die nur noch durch Zerstörung zu lösen ist.
Bezugszeichenliste:
 1 Verbindung
 2 Strangpreßprofil
 3 Gußteil
 4 Hinterschneidung, vorn
 5 Hinterschneidung, hinten
 6 Zapfenvorsprung
 7 Einführrichtung
 8 Endbereich
 9 Zapfenende
10 Federelement
11 Sicherungsschenkel
12 Halteschenkel
13 Verbindungssteg
14 Widerhaken, innen
15 Widerhaken, außen
16 Längsseite
17 Ausnehmungen
18 Stege
19 Verdrehwinkel
20 Zapfensteg
21 Vertiefung
22 Fläche, Strangpreßprofil
23 Fläche, Gußteil
24 Grundkörper
25 Winkel

Claims (16)

1. Mechanische und elektrische Verbindung zwischen einem metallenen Strang­ preßprofil und einem metallenen Gußteil, wobei das Gußteil mit einem der Innenprofilierung des Strangpreßprofils angepaßten, in das Strangpreßpro­ fil einschiebbaren Zapfenvorsprung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einander gegenüberliegenden Flächen (22, 23) des Strangpreß­ profils (2) und des Zapfenvorsprunges (6) zumindest ein, sich mit ange­ formten Widerhaken (14, 15) in das Strangpreßprofil (2) und den Zapfenvor­ sprung (6) verkrallendes, Federelement (10) größerer Härte als Strangpreß­ profil (2) und Gußteil (3) angeordnet ist.
2. Mechanische und elektrische Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Strangpreßprofil (2) aus einer Aluminiumlegierung be­ steht.
3. Mechanische und elektrische Verbindung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strangpreßprofil (2) als offenes Profil ausgebildet ist und Hinterschneidungen (4, 5) zur formschlüssigen Festle­ gung des Zapfenvorsprunges (6) quer zu dessen Einführrichtung (7) auf­ weist.
4. Mechanische und elektrische Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußteil (3) als Zinkdruckgußteil ausge­ führt ist.
5. Mechanische und elektrische Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußschrägen des Zapfenvorsprunges (6) der­ art verlaufen, daß im Endbereich (8) des Strangpreßprofils (2) eine Zen­ trierung des Zapfenvorsprunges (6) im Strangpreßprofil (2) gegeben ist, während sich das Spiel des Zapfenvorsprunges (6) im Strangpreßprofil (2) zum Zapfenende (9) hin vergrößert.
6. Mechanische und elektrische Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfenvorsprung (6) eine Vertiefung (21) zur Aufnahme des Federelementes (10) aufweist.
7. Mechanische und elektrische Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10) aufgrund seines Werk­ stoffes und/oder seiner Oberflächenbeschichtung korrosionsunempfindlich ist.
8. Mechanische und elektrische Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Federelement (10) aus einem Bandstahl hergestellt ist.
9. Mechanische und elektrische Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerhaken (14, 15) durch mehrere randoffe­ ne Ausnehmungen (17) an zumindest einer in Einführrichtung (7) des Zapfen­ vorsprunges (6) liegenden Längsseite (16) des Federelementes (10) gebildet werden, wobei die Stege (18) zwischen den im Abstand zueinander angeordne­ ten Ausnehmungen (17) gleichsinnig um quer zur Einführrichtung (7) des Zapfenvorsprunges (6) liegende Achsen verdreht sind.
10. Mechanische und elektrische Verbindung nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausnehmungen (17) derart geformt sind, daß die Spitzen der Widerhaken (14, 15) einen Winkel (25) von maximal 90° einschließen.
11. Mechanische und elektrische Verbindung nach Anspruch 9 und/oder 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (17) zumindest Halbkreis­ flächengröße aufweisen.
12. Mechanische und elektrische Verbindung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (18) gegenüber dem Federelement (10) um maximal 45°, vorzugsweise 10°-30°, verdreht sind.
13. Mechanische und elektrische Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10) einen die Widerhaken (14, 15) aufweisenden Sicherungsschenkel (11), einen im Abstand vom Siche­ rungsschenkel (11) etwa parallel zu diesem verlaufenden Halteschenkel (12) sowie einen, Sicherungsschenkel (11) und Halteschenkel (12) verbindenden, Verbindungssteg (13) aufweist.
14. Mechanische und elektrische Verbindung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das aus Sicherungsschenkel (11), Halteschenkel (12) und Ver­ bindungssteg (13) bestehende Federelement (10) auf den Zapfenvorsprung (6) des Gußteiles (3) selbsthaltend aufschiebbar und anschließend der Zapfen­ vorsprung (6) samt Federelement (10) in das Strangpreßprofil (2) einführ­ bar ist.
15. Mechanische und elektrische Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den mit dem Federelement (10) korrespondierenden Flächen (22, 23) des Strangpreßprofils (2) und des Zapfenvorsprunges (6) größer ist als das auf Block zusammengedrückte Federelement (10) und kleiner ist als die Dicke des unbelasteten Federele­ mentes (10).
16. Mechanische und elektrische Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet, daß das Gußteil (3) beidendig, gleichsinnig rechtwinklig vom Grundkörper (24) abstehende, Zapfenvorsprünge (6) aufweist.
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