DE9115078U1 - Einsteckbares Gewindebolzenelement - Google Patents

Description

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Siemens Aktiengesellschaft

Einsteckbares Gewindebolzenelement
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Die Erfindung betrifft ein Gewindebolzenelement.

In der elektrischen Aufbautechnik, insbesondere bei Schränken und Gehäusen zur Aufnahmen von elektrotechnischen Bauelementen, Baugruppen und Baugruppenträgern, wird großer Wert auf eine rationelle und vielseitig verwendbare Gestaltung gelegt. So wird insbesondere der innere Aufbau von Schaltschränken derart konzipiert, daß z.B. Baugruppenträger, welche zur Aufnahme von Leiterplatten bzw. gekapselten Baugruppen dienen, an unterschiedlichen Stellen in Inneren des Schrankes montierbar sind. Hierdurch ist es möglich, bei der Endmontage eine auf den jeweiligen Einzelfall optimal abgestimmte Anordnung der benötigten Baugruppenträger im Inneren eines Schaltschrankes zu erreichen.

Zur Montage z.B. von Baugruppenträgern sind im Schrankinneren in der Regel mehrere, bevorzugt senkrecht angeordnete und bevorzugt schienenförmige Tragelemente vorgesehen. Diese sind mit einer Vielzahl von Montagebohrungen durchsetzt, in welche Schrauben zur Halterung der Baugruppenträger einschraubbar sind,

Üblicherweise ist bisher jede dieser Montagebohrung mit einem eigenen Innengewinde ausgerüstet. Dieses Gewinde wird entweder direkt in das dazugehörige Tragelement eingeschnitten, falls dieses über eine ausreichende Materialstärke verfügt. In anderen Fällen, insbesondere bei Tragelementen aus blechförmigen Material, ist jedes Bohrloch z.B. mit einer separaten Schweißmutter unterlegt bzw. mit einer Käfigmutter ausgerüstet.

Mie/Doe / 03.12.1991

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Eine derartige Ausführung ist sehr aufwendig, da jede der in der Regel in großer Vielzahl vorhandenen Montagebohrungen als eine vollwertige Befestigungsstelle mit jeweils eigenständigem Innengewinde ausgelegt ist. Beim Einbau z.B. von elektrotechnischen Bauelementen bzw. Baugruppenträgern werden aber aus dem großen Vorrat an Gewindebefestigungsstellen in der Regel nur einige wenige tatsächlich benötigt. Demgegenüber verbleibt der große Rest ungenutzt, und wird somit unnötig vorrätig gehalten.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine nur bei Bedarf aktivierbare, einfacher gestaltete und somit kostengünstigere Schraubverbindung anzugeben.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Gewindebolzenelement nach Anspruch 1. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Gewindebolzenelement weist einen Bolzenkörper mit Außengewinde, einen bevorzugt tellerförmigen Bolzenkopf und ein bevorzugt federelastisches Klemmelement auf. Der Bolzenkörper dient dabei zum Einstecken in ein Bohrloch, welches sich in einem bevorzugt schienenförmigen Tragelement z.B. im Inneren eines Schaltschrankes befindet. Der Bolzenkopf hat die Aufgabe, ein Durchrutschen des in das Bohrloch eingesteckten Bolzenkörpers zu verhindern. Erfindungsgemäß ist insbesondere am Bolzenkopf das bevorzugt federelastische Klemmelement angebracht bzw. angeformt. Dieses ist derart ausgebildet, daß es am Tragelement abstützbar ist. Hierdurch wird ein Herausfallen des eingesteckten Gewindebolzenelementes aus dem entsprechenden Bohrloch verhindert, solange noch keine Montagemutter auf den Bolzenkörper aufgeschraubt ist.

Ein derartiges Verbindungselement zur Montage insbesondere von elektrotechnischen Bauteilen, Baugruppen bzw. Baugruppenträgern

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bevorzugt in Schaltschränken weist eine Vielzahl von Vorteilen auf. So ist es zum einen nicht mehr notwendig, jedes einzelne Bohrloch als separate Gewindebefestigungsstelle auszulegen. Vielmehr muß das Bohrloch lediglich einen ausreichend großen Innendurchmesser aufweisen, so daß der mit dem Außengewinde versehene Bolzenkörper des erfindungsgemäßen Bolzenelementes bei Bedarf auf einfache Weise von hinten in das Bohrloch eingesteckt wird. Es müssen somit nur noch diejenigen Bohrlöcher im Tragelement mit den erfindungsgemäßen Gewindebolzenelementen bestückt werden, welche zur Montage eines Bauteiles bzw. eines Baugruppenträgers tatsächlich benötigt werden.

Ein weiterer Vorteil des Gewindebolzenelementes besteht darin, daß der Bolzenkopf lediglich ein Durchrutschen des eingesteckten Bolzenkörpers durch das Bohrloch zu verhindern hat. So kann dieser Bolzenkopf im einfachsten Fall tellerförmig ausgeführt sein. Im Gegensatz z.B. zu herkömmlichen Sechskantschrauben muß das erfindungsgemäße Gewindebolzenelement keinen eigenständigen Werkzeugansatzkopf aufweisen. Die Einheit aus Bolzenkörper und Bolzenkopf ist somit einfach aufgebaut und kostengünstig herzustellen.

Schließlich wird besonders vorteilhaft ein versehentliches Herausfallen des Gewindebolzenelementes aus dem Bohrloch durch das bevorzugt federelastische Klemmelement verhindert, welches an irgend einem Teil des Tragelementes, welches das Bohrloch aufweist, abstützbar ist. Es ist somit nicht notwendig, den Bolzenkörper und das jeweilige Bohrloch dauerhaft z.B. durch Verschweißung miteinander zu verbinden. Vielmehr ist es besonders vorteilhaft möglich, bei der Montage von z.B. Baugruppenträgern im Inneren von Schaltschränken nur diejenigen Bohrlöcher verliersicher mit erfindungsgemäßen Gewindebolzenelementen zu bestücken, welche zur Durchführung der Montagearbeiten tatsächlich benötigt werden.

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Die Erfindung wird anhand der nachfolgend kurz angeführten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt

FIG 1: beispielhaft zwei U-förmige, senkrecht stehende, schienenförmige Tragelemente mit Montagebohrungen, von denen vier mit erfindungsgemäßen Gewindebolzenelementen bestückt sind,

FIG 2-8: unterschiedliche Ausführungsformen von Gewindebolzenelementen gemäß der Erfindung, und

FIG 9: beispielhaft die Montage des Gewindebolzenelementes in der Ausführung von FIG 8 in einem Tragelement.

In FIG 1 sind zwei schienenförmige Tragelemente TL, TR beispielhaft ausschnittsweise dargestellt. Diese können in einem nicht dargestellten Schaltschrank angeordnet sein und z.B. zur Montage von Baugruppenträgern dienen. Die Tragelemente sind senkrecht stehend, gegenüberliegend angeordnet und weisen jeweils eine U-förmige Kontur mit einer schmalen Vorder- und Hinterkante VK, HK und einer längeren Seitenkante LK auf. Die Vorderkanten VK sind beispielhaft mit einer Vielzahl von übereinanderliegenden Bohrlöchern B durchsetzt. In diese Bohrlöcher können erfindungsgemäß gestaltete Gewindebolzenelemente bei Bedarf von hinten eingesteckt werden.

Im Beispiel der FIG 1 sind vier Bohrlöcher MB mit erfindungsgemäßen Gewindebolzenelementen Gl...G4 bestückt. Dementsprechend ragen aus den jeweiligen Bohrlöchern MB die BoI-zenkörper GWl...GW4 über die Vorderkante VK der Tragelemente TL, TR hinaus. Mittels dieser Gewindebolzen kann beispielsweise die Frontplatte F eines Baugruppenträgers, welche in FIG 1 strichpunktiert dargestellt ist, an die senkrecht stehenden Tragelemente TL, TR montiert werden. Der eigentliche Körper des Baugruppenträgers, welcher in FIG 1 nicht dargestellt ist,

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kommt zwischen den Tragelementen TL, TR zu liegen. Zu dessen Montage müssen somit nur in diejenigen Bohrlöcher MB erfindungsgemäß gestaltete Gewindebolzenelemente von hinten eingesteckt werden, welche in den Ecken der dazugehörigen Frontplatte F liegen.

Erfindungsgemäß weist jedes Gewindebolzenelement einen Bolzenkopf K zur Verhinderung des Durchrutschens durch das Bohrloch MB und ein Klemmelement zur Arretierung des eingesteckten Bolzenelementes auf. Im Beispiel der FIG 1 sind die auf den Innenseiten der Vorderkanten VK der Tragelemente TL, TK liegenden Bolzenköpfe K der einzelnen Bolzenkörper GWl...GWA strichliert dargestellt. Darüber hinaus sind die in der sichtbaren Innenseite des rechten Tragelementes TR abgestützten, zu den Gewindebolzenelementen G2 und G4 gehörigen Klemmelemente KF2 und KFA dargestellt. Im Beispiel der FIG 1 sind diese Klemmelemente vorteilhaft aus drahtartigem Material gefertigt und derart bügelartig geformt, daß sich diese an den Punkten 6 bzw. 13 auf der den Montagebohrungen MB gegenüber liegenden Innenseite der Hinterkante HK des Tragelementes TR abstützen. Auf Grund der bügelartigen Ausführung weisen die Klemmelemente federelastische Eigenschaften auf. Die Gewindebolzenelemente G2, G4 im Beispiel der FIG 1 können somit in das Innere des U-förmigen Tragelementes TR eingeklemmt werden. Dabei stützt sich der Bolzenkopf K des Elementes G2 bzw. GA auf der Innenseite der Vorderkante VK ab und das bügelartig geformte Ende des dazu gehörigen Klemmmelementes KF2 bzw. KFA auf der gegenüber liegenden Innenseite der Hinterkante HK.

Die in FIG 1 dargestellte Ausführungsform stellt nur eine von vielen denkbaren Varianten dar. Abhängig von der konkreten Gestaltung des jeweiligen Tragelementes ist das Klemmelement des erfindungsgemäßen Gewindebolzenelementes derart gestaltet, daß es sich an geeigneten Flächen, Kanten, Vorsprüngen bzw. Bohrungen des Tragelementes abstützen kann, um ein Herausfallen des eingesteckten Bolzenelementes aus dem Bohrloch zu verhindern.

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Zur weiteren Veranschaulichung des der Erfindung zugrunde liegenden Gestaltungsprinzips sind in den nachfolgenden Figuren 2 bis 8 weitere Beispiele von erfindungsgemäß aufgebauten Gewindebolzenelementen dargestellt. Zum besseren Verständnis sind die Bolzenelemente derart gestaltet, daß diese in die Bohrlöcher der in FIG 1 beispielhaft dargestellten Tragelement TL, TR einsteckbar und dort ohne herauszufallen abstützbar sind. Selbstverständlich ist das Prinzip der Erfindung nicht auf die in den Figuren 1 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr kann insbesondere die Form des bevorzugt federelastischen Klemmelementes derart an die jeweilige Form des Tragelementes angepaßt werden, daß in jedem Fall eine herausfallsichere Abstützung erreicht wird.

So ist das Klemmelement KF5 des in den Figuren 6, 7 von zwei Seiten dargestellten Gewindebolzenelementes G5 vorteilhaft aus blechstreifenartigem Material gefertigt. Zudem ist es annähernd C-artig gebogen. Diese Bügelform hat zum einen den Vorteil, daß das Klemmelement KF5 bis zu einem gewissen Grad federelastische Eigenschaften aufweist. Ferner kann das Klemmelement KF5 über das abgebogene Ende 14, welches annähernd tangential zur Oberfläche des Bolzenkörpers GW5 verläuft, besonders vorteilhaft direkt mit dem Bolzenkopf K verbunden werden. Ferner eignet sich das gegenüber liegende, abgebogene Ende 16 zur Abstützung des gesamten Gewindebolzenelementes G5 im Inneren eines der in FIG 1 dargestellten Tragelemente TL, TR. Wie bereits dargestellt, liegt dann das Ende 16 des Klemmelementes auf der Innenseite der jeweiligen Hinterkante HK an. Schließlich kann mit der sich ergebenden Flanke 15 des bügelartig geformten Klemmelementes eine weitere Abstützung des eingesteckten Gewindebolzenelementes auf der Innenseite der Seitenkante LK erreicht werden.

Die Klemmelemente KFl...KFA, KF6 der in den Figuren 2...5, 8, beispielhaft dargestellten Gewindebolzenelemente Gl...GA, G6

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bestehen beispielhaft aus drahtartigem Material. So ist in FIG 2 eine besonders einfache Form eines erfindungsgemäß gestalteten Gewindebolzenelementes Gl dargestellt. Das drahtartige Klemmelement KFl ist dabei nadelartig ausgebildet. Das in ein Bohrloch eingesteckte Bolzenelement Gl wird dann über das spitze Ende 2 des Klemmelementes KFl bevorzugt im Inneren der Hinterkante HK des Tragelementes TL, TR abgestützt. Falls das drahtartige Material des Klemmelementes KFl ausreichend dünn ist, weist dieses trotz die nadelartigen Form ebenfalls federelastische Eigenschaften auf. Hiermit ist ein gewisser Toleranzausgleich möglich. Für den Fall, daß die Länge des Klemmelementes KFl geringfügig größer als die Innenweite eines der U-förmigen Tragelemente Tl, TR von FIG 1 ist, kann dieses unter geringer Verbiegung von dessen Mittelbereich 1 zwischen die jeweiligen Vorder- und Hintenkanten VK, HK eingeklemmt

werden. Vorteilhaft liegt das nadelartige Klemmelement KFl des Gewindebolzens Gl von FIG 2 annähernd in der Achse des Bolzenkörpers GWl, und ist bevorzugt in einer in der Achse des Bolzenkörpers angeordneten Bohrung gelagert. 20

Die in den Figuren 3, A, 5, 8 und 9 beispielhaft dargestellten Gewindebolzenelemente weisen demgegenüber bügelartig geformte Klemmelemente KF2, KF3, KFA und KF6 auf. Die Klemmelemente sind dabei bevorzugt C- bzw. S-artig geformt. Alle Klemmelemente weisen wiederum zumindest am Bolzenkopf K einen annähernd in

der Achse des Bolzenkörpers KW2, KW3, KWA und KW6 verlaufenden Bereich 3, 7, 10 und 17 auf. Besonders vorteilhaft kann dieser nadelartige Bereich wiederum mittels einer Bohrung im Inneren des dazugehörigen Bolzenkörpers gelagert sein. 30

Das in FIG 3 dargestellte Gewindebolzenelement G2 weist beispielhaft ein S-artig geformtes, drahtartiges Klemmelement KF2 auf. Dieses verfügt über zwei Biegekanten A, 5, welche als eine weitere Abstützung für das eingesteckte Gewindebolzenelement G2 im Inneren des Tragelementes dienen können. Im Beispiel der

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FIG 1 weist das in das rechte Tragelement TR eingesteckte Gewindebolzenelement G2 die in FIG 3 dargestellte Form auf. Man erkennt, daß die Biegekante 4 des Klemmelementes KF2 auf der Innenseite der Seitenkante LK des Tragelementes TR aufliegt und somit einen Abstützpunkt bildet. Schließlich weist das Klemmelement KF2 von FIG 3 an dem Ende, welches dem Bolzenkopf K gegenüberliegt, eine relativ zur Achse des Bolzenkörpers GW2 abgebogenen, und insbesondere rechtwinkelig dazu verlaufenden Bereich 6 auf. Auch dieser dient zur Abstützung des eingesteckten Gewindebolzenelementes und zur Verhinderung von dessen Herausfallen. Im Beispiel der FIG 1 wird das Klemmelement KF2 über das abgebogene Ende 6 auf der Innenseite der Hinterkante HK von TR abgestützt.

Das Klemmelement KF3 des in FIG 4 dargestellten Bolzenelementes G3 weist im Prinzip die gleiche Form auf, wie das bereits beschriebene blechstreifenartige Element KF5 des Bolzenelementes G5 von FIG 7. Auch hier dient wiederum die Flanke 8 und das abgebogene Ende 9 zur Abstützung im Inneren des beispielhaften, U-förmigen Tragelementes TL bzw. TR von FIG 1.

FIG 5 zeigt des weiteren ein Gewindebolzenelement G4 mit einem ebenfalls aus drahtartigem Material bestehenden und bügelartig geformten Klemmelement KF4. Dieses weist einen, dem Klemmelement von FIG 2 ähnlichen, nadelartigen Bereich 10 auf, dessen Ende C-artig geformt ist. Auch hier dient wiederum die Biegekante 11, 12 und das abgebogene, annähernd rechtwinkelig zur Achse des dazugehörigen Bolzenkörpers GW4 verlaufende Ende 13 zur Abstützung des Bolzenelementes G4 in einem Tragelement. So weist beispielsweise das Klemmelement KF4 des in dem oberen Bereich des Tragelementes TR eingesteckten Gewindebolzenelementes G4 die in FIG 5 dargestellte Form auf. Man erkennt, daß die Biegekante 12 von KF4 sich in der Biegekante zwischen der Seiten- und Hinterkante LK, HK, und das abgebogenen Ende 13 sich auf der Innenseite der Hinterkante HK abstützt.

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Die Figuren 8, 9 zeigen schließlich ein weiteres Beispiel eines Gewindebolzenelementes G6 mit einem drahtartigen und bügelartig geformten Klemmelement KF6. Auch hier ist das Klemmelement über einen annähernd in der Achse des dazugehörigen Bolzenkörpers GW6 verlaufenden Bereich 17 bevorzugt mittels einer Bohrung im Bolzenkörper gelagert. Eine C-artige Abbiegung 18, 19 bewirkt wiederum federelastische Eigenschaften. Im Gegensatz zu den obigen Ausführungsformen ist das Ende 20, 21 des drahtartigen Klemmelementes KF nicht mehr senkrecht zur Achse des Bolzenkörpers GW6 abgebogen. Vielmehr läuft das Klemmelement im Anschluß an die Biegekante 18, 19 nahezu geradlinig aus. Im Beispiel der FIG 8 ist dieses Ende 20, 21 lediglich geringfügig gewellt. Entsprechend der Darstellung von FIG 9 ist das Gewindebolzenelement G6 von FIG 8 besonders dazu geeignet, um z.B. in separaten Hilfsbohrungen HB im Inneren eines Tragelementes abgestützt zu werden. So zeigt FIG 9 den Ausschnitt eines beispielhaft eine Vorderkante VK und eine Längskante LK aufweisenden Tragelementes TL. Die Vorderkante VK weist ein Bohrloch auf, in welches von hinten ein erfindungsgemäßes Gewindebolzenelemente G6 eingesteckt ist. Das Klemmelement KF6 ist dabei im Inneren einer Hilfsbohrung HB in der Seitenkante LK abgestützt, so daß ein Herausfallen des eingesteckten Bolzenelementes aus dem Bohrloch MB verhindert wird. Es kann somit gemäß FIG 9 problemlos z.B. eine Frontplatte F an dem herausragenden Bolzenkörper GW6 des erfindungsgemäßen Gewindebolzenelementes G6 montiert werden.

Gemäß einer weiteren, in den Figuren 2...9 bereits dargestellten Ausführungsform kann im Bereich zwischen dem Bolzenkörper GWl...GW6 und dem bevorzugt tellerförmigen Bolzenkopf K eine Rändelung vorgesehen sein. Insbesondere gemäß der Darstellung von FIG 9 dient diese Rändelung R als eine zusätzliche Verdrehsicherung bei der Montage einer Frontplatte F mittels einer Schraubmutter.

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Das erfindungsgemäße Gewindebolzenelement weist schließlich
den Vorteil auf, daß insbesondere auf Grund der federelastischen Eigenschaften des Klemmelementes Fehlbestückungen von
Bohrlöchern die Montage von Bauteilen, Baugruppen bzw. Baugruppenträgern nicht beeinträchtigen. Ist z.B. in FIG 1 in eines
der drei Bohrlöcher von TR zwischen den Gewindebolzenelementen G2 und G4 versehentlich ein weiteres Gewindebolzenelement eingesteckt, so wird dieses bei dem Aufsetzen des strichpunktierten Frontrahmens F nach hinten weggedrückt, falls in diesem an der entsprechenden Stelle nicht ein weiteres Bohrloch vorhanden ist.

Claims (10)

91 G 3 5 92OE 11 Schutzansprüche

1. Gewindebolzenelement (Gl...G6), mit

a) einem Bolzenkörper (GWl...GW6) mit Außengewinde zum Einstecken in ein Bohrloch (MB) in einem bevorzugt schienenförmigen Tragelement (TL,TR),

b) einem bevorzugt tellerförmigen Bolzenkopf (K) am Bolzenkörper (GWl...GW6) zur Verhinderung des Durchrutschens des eingesteckten Bolzenkörpers (GWl...GW6) durch das Bohrloch (MB), und mit

c) einem bevorzugt federelastischen Klemmelement (KFl...KF6), welches insbesondere am Bolzenkopf (K) derart angebracht bzw. angeformt ist, daß dieses zur Verhinderung des Herausfallens des eingestecken Bolzenelementes (Gl...G6) aus dem Bohrloch (MB) am Tragelement (TL,TR) abstützbar ist.

2. Gewindebolzenelement nach Anspruch 1, wobei das Klemmelement (KF5) aus blechstreifenartigem Material besteht (FIG 6, 7).

3. Gewindebolzenelement nach Anspruch 2, wobei das blechstreifenartige Klemmelement (KF5) im Bereich des Bolzenkopfes (K) annähernd tangential zu dessen Oberfläche verlaufend angeformt bzw. damit verbunden ist (FIG 6, 7).

4. Gewindebolzenelement nach Anspruch 1, wobei das Klemmelement (KFl...KF4,KF6) aus drahtartigem Material besteht (FIG 2. ..5, FIG 8, 9).

5. Gewindebolzenelement nach Anspruch 4, wobei das drahtartige Klemmelement (KFl. . .KFA,KF6) zumindest am Bolzenkopf (K) einen annähernd in der Achse des Bolzenkörpers (GWl...GWA,GW6) verlaufenden Bereich (1, 3, 7, 10, 17) aufweist.

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6. Gewindebolzenelement nach Anspruch 4 oder 5, wobei das am Bolzenkopf (K) befindliche Ende des drahtartigen Klemmelementes (KFl...KF4,KF6) in einer bevorzugt in der Achse des BolzenkÖrpers (GWl...GW4,GW6) angeordneten Bohrung gelagert ist (FIG 2. ..5, 8).

7. Gewindebolzenelement nach einem der Anprüche 4, 5 oder 6, wobei das drahtartige Klemmelement (KFl) nadelartig ausgebildet ist (FIG 2).

8. Gewindebolzenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Klemmelement (KF2...KF6) bügelartig, insbesondere C- bzw. S-artig, geformt ist (FIG 3...8).

9. Gewindebolzenelement nach Anspruch 8, wobei das Klemmelement (KF2...KF5) an dem Ende, welches dem Bolzenkopf (K) gegenüber liegt, einen relativ zur Achse des Bolzenkörpers (GW2...GW5) abgebogenen, insbesondere rechtwinkelig dazu verlaufenden Bereich (6, 9, 13, 16) aufweist (FIG 3...7).

10. Gewindebolzenelement nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Klemmelement (G2...G5) annähernd in dessen Mitte mindestens einen Bereich (4, 5; 8; 11, 12; 15; 18, 19) aufweist, welcher derart geformt ist, daß sich als Abstütz- bzw. Auflagepunkte an dem das Bohrloch (MB) aufweisenden Tragelement (TL,TR) dienende Flanken bzw. Biegekanten ergeben (FIG 3...8).