LU101844B1 - Gehäuse für ein elektrotechnisches Gerät - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Gehäuse fur ein elektrotechnisches Gerät (4) mit einer Tragschienenbefestigungseinheit (3) und wenigstens einem Fach für die Aufnahme einer Leiterplatteneinschubkarte (2). Die Tragschienenbefestigungseinheit (3) oder ein Gehäuseträger (6a) oder eine Gehäusewandung (6) besteht wenigstens zum Teil aus elektrisch leitfähigem Material, wobei die Konstruktion so gestaltet ist, dass bei Einschub der wenigstens einen Leiterplatteneinschubkarte (2) und/oder Fixierung der Leiterplatteinschubkarte (2) nach Einschub eine Funktionserdung des elektrotechnischen Gerätes (4) über den elektrisch leitfähigen Teil der Tragschienenbefestigungseinheit (3) oder des Gehäuseträgers (6a) oder der Gehäusewandung (6) zur Tragschiene (1) erfolgt.

Description

lu101844 Gehäuse für ein elektrotechnisches Gerät Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein elektrotechnisches Gerät.

Gehäuse für elektrotechnische Geräte sind vielfältig bekannt.

Im Besonderen betrifft die

Erfindung Gehäuse für elektrotechnische Geräte die für eine Tragschienenmontage z.B.

Hutschienenmontage vorgesehen sind.

Für solche elektrotechnischen Geräte gibt es eine Vielzahl von Anwendungen aus den Bereichen der Elektroinstallation mit einer Vielzahl von Varianten, sei es im Bereich der Hausinstallation, der Industrieinstallation im Maschinen- und Anlagenbau, Industrieautomation, Prozessautomation, usw.. Als Beispiele werden folgende Geräte genannt: Stromversorgungen und Schutzgerate wie Uberspannungsschutz und Entstôrfilter, elektronische Schaltgeräte und

Motorsteuerungen, Trennverstärker, Frequenzumrichter, SPS-Steuerungen.

Die Aufzählung ist nicht abschließend.

Der Variantenreichtum solcher Geräte ist groß, so dass ein modularer Aufbau erwünscht ist.

Eine Möglichkeit für einen modularen Aufbau besteht darin, die

Gehäuse solcher Geräte mit verschiedenen Einschubfächern für Leiterplatteneinschubkarten zu versehen.

Je nach Variante und Ausbaustufe können die Gehäuse mit unterschiedlichen Leiterplatteneinschubkarten versehen werden.

Die Gehäuse bestehen überwiegend aus Metall- bzw.

Kunststoff oder einer Kombination beider Materialen.

Die Funktionserdung der Gehäuse erfolgt oft über die Tragschiene wobei die Kontaktierung über das Metallgehäuse oder bei Kunststoffgehäusen über integrierte Metallbauteile, z.B. eine Feder, die gegen die Hutschiene drückt.

Aus der EP 0 844 691 B1 ist ein Ein-/Ausgabemodul für einen Datenbus bekannt, bei dem eine Leiterplatte nach Art einer Schublade in das Isoliergehäuse einschiebbar ist.

Um die Leiterplatte in das auf der Tragschiene montierte Isoliergehäuse einbringen zu können, ist das Isoliergehäuse schwenkbar an der Tragschiene gelagert.

Zur Montage bzw.

Demontage der lu101844 Leiterplatten kann das Isoliergehäuse so einfach aus der Funktionsstellung des Moduls von der Tragschiene weg herausgeschwenkt werden. So wird die | rückwärtige Seite des Gehäuses geôffnet und die Einschubschienen werden zugänglich und die Leiterplatten kônnen entsprechend montiert bzw. demontiert werden. Gegenüber der bekannten Lösung besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, die Konstruktion der Gehäuse zu vereinfachen ohne die Zugänglichkeit von Leiterplatteneinschubkarten zur Montage bei bereits auf Tragschiene installierten Geräten zu verlieren, wobei eine Funktionserdung über die Tragschiene erfolgen soll.

Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuse für ein elektrotechnisches Gerät gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die abhängigen Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung entsprechend der nachfolgenden Beschreibung dieser Maßnahmen.

In einer Ausprägung betrifft die Erfindung ein Gehäuse für ein elektrotechnisches Gerät mit einer Tragschienenbefestigungseinheit und wenigstens einem Fach für die Aufnahme einer Leiterplatteneinschubkarte. Dabei besteht eine Besonderheit darin, dass die Tragschienenbefestigungseinheit oder ein Gehäuseträger oder eine Gehäusewandung wenigstens zum Teil aus elektrisch leitfähigem Material besteht, wobei die Konstruktion so gestaltet ist, dass bei Einschub der wenigstens einen Leiterplatteneinschubkarte und/oder Fixierung der Leiterplatteinschubkarte nach Einschub eine Funktionserdung des elektrotechnischen Gerätes über den elektrisch leitfähigen Teil der Tragschienenbefestigungseinheit oder des Gehäuseträgers oder der Gehäusewandung zur Tragschiene erfolgt. Die besondere Konstruktion des Gehäuses ermöglicht einen modularen Aufbau des elektrotechnischen Gerätes. Das Gehäuse kann mit verschiedenen Leiterplatteneinschubkarten bestückt werden. So braucht nicht das komplette Gerät ausgetauscht werden, wenn eine lu101844 erweiterte Version des Gerätes nötig wird. Dies ist Ressourcen schonend und auch wartungsfreundlich, da nur die bisherige Leiterplatteneinschubkarte ausgetauscht werden muss, ohne Notwendigkeit der Demontage des elektrotechnischen Gerätes und der vollständigen Neuinstallation.

Bei dieser Konstruktion ist es ebenfalls von Vorteil, dass an der Leiterplatteneinschubkarte ein Gehäusedeckel! befestigt ist, der nach Einschub der Leiterplatteneinschubkarte an dem Gehäuse fixiert wird.

Für eine dauerhafte Fixierung kann der Gehäusedeckel und das Gehäuse so ausgestaltet sein, dass der Gehäusedeckel durch Verschraubung an dem Gehäuse fixierbar ist. Andere mechanische Fixierungsmethoden sind ebenfalls vorteilhaft. Als weiteres Beispiel einer mechanischen Fixierungsmethode wird noch ein Riegelmechanismus genannt.

Für eine starre Verbindung zwischen Gehäuse des elektrotechnischen Gerätes mit der Tragschiene einerseits und die Herstellung der elektrischen Verbindung andererseits ist es vorteilhaft, wenn die Tragschienenbefestigungseinheit oder der Gehäuseträger oder die Gehäusewandung wenigstens einen Haken aufweist, der aus elektrisch leitfähigem Material besteht und bei Montage an der Tragschiene an einer Seite um den Rand der Tragschiene greift, und dabei die elektrische Verbindung zur Funktionserdung oder Schutzerdung herstellt. Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Tragschienenbefestigungseinheit wenigstens ein bewegliches Rastelement aufweist, dass bei Montage an der Tragschiene unter den Rand der Tragschiene auf der anderen Seite der Tragschiene greift. Durch derartige bewegliche Rastelemente lassen sich werkzeuglose Installationsarbeiten durchführen.

Diesbezüglich ist es ebenfalls von Vorteil, dass das bewegliche Rastelement federnd gelagert ist. Mit Hilfe einer abgeschrägten Kante kann das Rastelement dann an dem Rand der Tragschiene entlanggleiten, wobei die Feder gespannt wird bis das Ende des Rastelementes erreicht ist. Sodann drückt die Feder das lu101844 Rastelement in Position an dem anderen Rand der Tragschiene, wo es durch die Federkraft gehalten wird. Besonders vorteilhaft ist noch, dass das wenigstens eine Fach für die Aufnahme der Leiterplatteneinschubkarte mit Führungsschienen versehen ist, in die die Leiterplatteneinschubkarte einschiebbar ist. Das ermöglicht eine exakte Positionierung der Leiterplatteneinschubkarte in dem Einschubfach, sowie die korrekte Kontaktierung zwischen Leiterplatteneinschubkarte und elektrotechnischem Gerät.

| Bevorzugt besteht das elektrisch leitfähige Material aus Metall. Die gewünschten Eigenschaften hinsichtlich mechanischer Festigkeit und elektrischer Leitfähigkeit lassen sich durch entsprechende Metall-Legierung erzielen.

In einer speziellen Variante der Erfindung ist die Tragschienenbefestigungseinheit im Gehäuseträger oder in der Gehäusewandung integriert. In einer anderen Variante kann die Tragschienenbefestigungseinheit lösbar mit der Gehdusewandung oder dem Gehäuseträger verbunden sein. So lassen sich die Tragschienenbefestigungseinheiten bei anderen Gehäusen leicht wiederverwenden.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass an dem Gehäuse an der der Offnung des Fachs für die Aufnahme der Leiterplatteneinschubkarte gegenüberliegenden Seite ein Stecksockel angebracht ist, in den bei Einschub der Leiterplatteneinschubkarte eine Steckleiste der Leiterplatteneinschubkarte gesteckt wird. So kann die erforderliche elektrische Verbindung zwischen Tragschiene und elektrotechnischem Gerät über die Tragschienenbefestigungseinheit hergestellt werden.

In einer anderen Variante weist der Gehäuseträger (6a) einen Schleifkontaktsockel auf, an dem bei Einschub der Leiterplatteneinschubkarte (2)

lu101844 eine Schieifkontaktleiste entlanggleitet zur Herstellung der elektrischen Verbindung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und 5 wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht des auf Tragschiene montierten elektrotechnischen Gerätes; Fig. 2 eine Darstellung des Einschubvorgangs der Leiterplatteneinschubkarte in das Gehäuse des auf Tragschiene montierten elektrotechnischen Gerätes; Fig. 3 eine rückseitige Darstellung des Einschubvorgangs der Leiterplatteneinschubkarte in das Gehäuse des auf Tragschiene montierten elektrotechnischen Gerätes; und Fig. 4 eine Darstellung des unteren Teils des Gehäuseträgers des elektrotechnischen Gerätes mit der damit integrierten Tragschienenbefestigungseinheit.

Die vorliegende Beschreibung veranschaulicht die Prinzipien der erfindungsgemäfen Offenbarung. Es versteht sich somit, dass Fachleute in der Lage sein werden, verschiedene Anordnungen zu konzipieren, die zwar hier nicht explizit beschrieben werden, die aber Prinzipien der erfindungsgeméfien Offenbarung verkôrpern und in ihrem Umfang ebenfalls geschützt sein sollen. Fig. 1 zeigt ein elektrotechnisches Gerät 4 montiert auf Tragschiene 1. Als Tragschiene ist eine Hutschiene gezeigt, die vielfach bei der Elektroinstallation eingesetzt wird. Dies gilt für Hausinstallationen wie auch für Industrieinstallationen und anderen Elektroinstallationen. Es muss sich aber nicht unbedingt um eine Hutschiene handeln, die eingesetzt wird. Es kommen En —,

lu101844 auch andere Tragschienen bei Elektroinstallationen zum Einsatz, z.B. Tragschienen mit einem G-fôrmigen Profil. Eine Besonderheit des dargestellten elektrotechnischen Gerätes 4 besteht darin, dass es modular aufgebaut ist und für verschiedene Ausbaustufen mit verschiedenen Modulen bestückt werden kann. Die Fig. 1 zeigt dabei, dass eine Leiterplatteneinschubkarte 2 in das Gehäuse des elektrotechnischen Gerätes 4 eingesteckt ist. Dafür weist das Gehäuse wenigstens ein Fach für die Aufnahme einer Leiterplatteneinschubkarte 2 auf.

Unter einem elektrotechnischen Gerät werden sowohl einfache Elektrogeräte mit einer Anzahl Bauteilen wie auch hochkomplexe elektronische Geräte mit einer Anzahl integrierter Schalkreise, wie Mikroprozessoren, Mikrocontroller, Speicher, Logikeinheiten usw. verstanden.

Die Fig. 2 zeigt eine Ansicht des auf Tragschiene montierten Gerätes 4, bei der der Einschubvorgang der Leiterplatteneinschubkarte 2 in die Gehäusewandung 6 des elektrotechnischen Gerätes 4 dargestellt ist. Darin ist erkennbar, dass das elektrotechnische Gerät 4 genau ein Fach fur die Aufnahme einer Leiterplatteneinschubkarte 2 aufweist. Die Erfindung ist aber nicht auf diese Variante beschränkt. Es können elektrotechnische Geräte mit zwei oder mehr Fächern für Leiterplatteneinschubkarten 2 bei Elektroinstallationen eingesetzt werden. Die Bezugszahl 5 bezeichnet eine Führungsschiene. Davon sind pro Einschubfach zwei Führungsschienen 5 vorgesehen. Die andere Führungsschiene 5 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Einschubfaches angebracht. Beim Einschieben der Leiterplatteneinschubkarte 2 gleitet die Leiterplatte 2 an beiden Führungsschienen 5 entlang. Dabei ist an der Leiterplatteneinschubkarte 2 ein Gehäusedeckel 8 angebracht. Dieser verschließt die Öffnung des Einschubfaches, wenn die Leiterplatteneinschubkarte 2 ganz in die Gehäusewandung 6 eingeschoben ist.

Der Gehäusedeckel 8 wird bevorzugter weise mit der Leiterplatte verschraubt. Dies erlaubt den Einsatz unterschiedlicher Gehäusedeckel 8 bei verschiedenen Gehäuseformen. Mit der Bezugszahl 11 ist eine Steckleiste bezeichnet. Diese weist die verschiedenen Kontaktstifte auf, die zur Kontaktierung der lu101844 Leiterplatteneinschubkarte 2 in dem elektrotechnischen Gerät 4 vorgesehen sind. Die Steckleiste 11 wird in einen Stecksockel als Gegenstück gesteckt, der im Gehäuse angebracht ist. Eine Besonderheit der Konstruktion des elektrotechnischen Gerätes 4 besteht darin, dass ein Gehäuseträger 6a zusammen mit der Tragschienenbefestigungseinheit 3 und dem Rastelement 9 eine Einheit bilden. Diese Tragschienenbefestigungseinheit 3 dient dem Zweck eine feste Verbindung zu der Tragschiene 1 herzustellen. Dazu ist die Tragschienenbefestigungseinheit 3 wenigsten zum Teil aus Metall hergestellt.

Die Gehäusewandung 6 ist ebenfalls aus Metall und weist insbesondere zwei Haken 7 auf, die an der einen Seite der Tragschiene 1 noch erkennbar sind. Sie greifen um den abgewinkelten Rand der Tragschiene 1. Um den anderen abgewinkelten Rand der Tragschiene 1 greift ein bewegliches Rastelement 9. Dieses ist in lateraler Richtung verschiebbar und dabei in bevorzugter Ausführungsform federnd gelagert. Das Rastelement 9 kann aus Kunststoff bestehen. Typischerweise wird die Tragschiene 1 als Schutzleiter PE bei der Elektroinstallation eingesetzt. Es kann deshalb gewährleistet werden, dass das elektrotechnische Gerät 4 eine elektrische Verbindung zu der Tragschiene 1 aufweist.

Dies kann so gelöst werden, dass beide Haken 7 aus Metall bestehen. Dabei müssen nicht beide Haken aus Metali bestehen, es würde auch ausreichen, wenn nur ein Haken aus Metall gefertigt ist. Es kann aber auch die ganze Tragschienenbefestigungseinheit 3 aus Metall bestehen. Es gibt Metalle, die sehr gut elektrisch leitfähig sind, wie Silber, Gold, Kupfer oder Aluminium. Durch eine Legierung können die gewünschten Eigenschaften in Bezug auf elektrische Leitfähigkeit und Stabilität und Biegsamkeit, thermisches Verhalten, usw. eingestellt werden. Für viele Anwendungen wird nur eine Funktionserdung benötigt. Technisch gesehen handelt es sich bei der Funktionserdung um einen Potentialausgleich, der dem Ableiten von eingekoppelten Ausgleichsströmen dient. Sie kann beispielsweise in einem Metallgehäuse zur Schirmung bestehen. Wenn eine Schutzerdung benötigt wird, könnte intern in der Gehäusewandung 6 oder dem Gehäuseträger 6a noch eine elektrische Verbindung zwischen dem Schutzleiter PE, der auch in dem Stecksockel 10 vorgesehen ist und der Ee ——— EES lu101844 Tragschienenbefestigungseinheit 3 aus Metallmit den Haken 7 hergestellt werden, z.B. mit einem Kabel oder einem Stanzgitterteil aus Metall. Die Details dieser Konstruktion sind in der Fig. 4 besser erkennbar, die anschließend noch genauer erläutert wird.

Zunächst wird noch die Fig. 3 erläutert, die den Einschubvorgang der Leiterplatteneinschubkarte 2 von der rückwärtigen Ansicht zeigt. Darin bezeichnen gleiche Bezugszahlen die gleichen Komponenten wie in Fig. 2. In dieser Ansicht ist aber deutlich erkennbar, wie die Haken 7 um den oberen Rand der Tragschiene 1 greifen. Ebenfalls sind die Schrauben 12 in dieser Ansicht erkennbar, mit denen der Gehäusedeckel 8 an die Leiterplatte geschraubt ist. Die Fig. 4 zeigt den Gehäuseträger 6a des Gehäuses. Die Gehäusewandung 6 ist in dieser Darstellung der besseren Übersichtlichkeit halber weggelassen. In dieser Darstellung sind beide Führungsschienen 5 erkennbar, in die die Leiterplatteneinschubkarte 2 eingeschoben wird. Ebenfalls ist auch der Stecksockel 10 gezeigt, in den die Steckleiste 11 gesteckt wird, wenn die Leiterplatteneinschubkarte 2 voilständig eingeschoben wird.

In einer anderen Ausgestaltung kann die Tragschienenbefestigungseinheit 3 lösbar mit dem Gehäuseträger 6a verbunden werden. Dazu kann es vorgesehen werden an bestimmten Stellen Stanzôffnungen in der Tragschienenbefestigungseinheit 3 vorzusehen in die verschiedene Rasthaken des Gehäuseträgers 6a einhaken (nicht dargestellt). Diese können mit einem einfachen Werkzeug, z.B. Schraubendreher gelöst werden.

Es sollte verstanden werden, dass das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörigen Vorrichtungen in verschiedenen Formen von Hardware, Software, Firmware, Spezialprozessoren oder einer Kombination davon implementiert werden können.

Die Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es gibt Raum für verschiedene Anpassungen und Modifikationen,

lu101844 die der Fachmann aufgrund seines Fachwissens als auch zu der Offenbarung zugehorend in Betracht ziehen würde.

OEE lu101844 Bezugszeichenliste Tragschiene 1 Leiterplatteneinschubkarte 2 Tragschienenbefestigungseinheit 3 elektrotechnisches Gerät 4 Führungsschiene 5 | Gehäusewandung (aus Metall) 6 Gehäuseträger 6a Haken (integriert in Gehäusewandung 6) 7 Gehäusedeckel 8 Rastelement 9 Stecksockel 10 Steckleiste 11 Leiterplattenschraube 12 Gehäusedeckelschraube 13

UT

Claims (11)

lu101844 Ansprüche

1. Gehäuse für ein elektrotechnisches Gerät (4) mit einer Tragschienenbefestigungseinheit (3) und wenigstens einem Fach für die Aufnahme einer Leiterplatteneinschubkarte (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschienenbefestigungseinheit (3) oder ein Gehäuseträger (6a) oder eine Gehäusewandung (6) wenigstens zum Teil aus elektrisch leitfähigem Material besteht, wobei die Konstruktion so gestaltet ist, dass bei Einschub der wenigstens einen Leiterplatteneinschubkarte (2) und/oder Fixierung der Leiterplatteinschubkarte (2) nach Einschub eine Funktionserdung des elektrotechnischen Gerätes über den elektrisch leitfähigen Teil der Tragschienenbefestigungseinheit (3) zur Tragschiene (1) erfolgt.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Leiterplatteneinschubkarte (2) ein Gehäusedeckel (8) befestigt ist, der nach Einschub der Leiterplatteneinschubkarte (2) an dem Gehäuse fixierbar ist.

3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (8) und die Gehäusewandung (6) so ausgestaltet sind, dass der Gehausedeckel (8) durch Verschraubung an der Gehäusewandung (6) fixierbar ist.

4. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschienenbefestigungseinheit (3), die Gehäusewandung (6) oder der Gehäuseträger (6a) wenigstens ein Halteelement (7), insbesondere einen Haken, aufweist, das aus elektrisch leitfähigem Material besteht und bei Montage an der Tragschiene (1) an einer Seite um den Rand der Tragschiene (1) greift, und die elektrische Verbindung zur Funktionserdung oder Schutzerdung herstellt.

5. Gehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschienenbefestigungseinheit (3) wenigstens ein bewegliches Rastelement | lu101844 (9) aufweist, dass bei Montage an der Tragschiene (1) unter den Rand der Tragschiene (1) auf der anderen Seite der Tragschiene (1) greift.

6. Gehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Rastelement (9) federnd gelagert ist .

7. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Fach für die Aufnahme der Leiterplatteneinschubkarte (2) mit Führungsschienen (5) versehen ist, in die die Leiterplatteneinschubkarte (2) einschiebbar ist.

8. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Material aus Metall besteht.

9. Gehäuse nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschienenbefestigungseinheit (3) entweder mit dem Gehäuseträger (6a) integriert ist oder lösbar mit dem Gehäuseträger (6a) verbunden ist.

10. Gehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuseträger (6a) ein Stecksockel (10) angebracht ist, in den bei Einschub der Leiterplatteneinschubkarte (2) eine Steckleiste (11) der Leiterplatteneinschubkarte (2) einsteckbar ist.

11. Gehäuse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuseträger (6a) ein Schleifkontaktsockel angebracht ist, an dem bei Einschub der Leiterplatteneinschubkarte (2) eine Schleifkontaktleiste entlanggleitet.