WO2022008055A1 - Schnapphaken - Google Patents

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WO2022008055A1
WO2022008055A1 PCT/EP2020/069401 EP2020069401W WO2022008055A1 WO 2022008055 A1 WO2022008055 A1 WO 2022008055A1 EP 2020069401 W EP2020069401 W EP 2020069401W WO 2022008055 A1 WO2022008055 A1 WO 2022008055A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
component
resilient element
arm
rail
base body
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/069401
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Cedric DUSSEX
Original Assignee
Comatreleco Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Comatreleco Ag filed Critical Comatreleco Ag
Priority to PCT/EP2020/069401 priority Critical patent/WO2022008055A1/de
Publication of WO2022008055A1 publication Critical patent/WO2022008055A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/015—Boards, panels, desks; Parts thereof or accessories therefor
    • H02B1/04—Mounting thereon of switches or of other devices in general, the switch or device having, or being without, casing
    • H02B1/052—Mounting on rails
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R9/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, e.g. terminal strips or terminal blocks; Terminals or binding posts mounted upon a base or in a case; Bases therefor
    • H01R9/22—Bases, e.g. strip, block, panel
    • H01R9/24—Terminal blocks
    • H01R9/26—Clip-on terminal blocks for side-by-side rail- or strip-mounting
    • H01R9/2608—Fastening means for mounting on support rail or strip

Definitions

  • the invention relates to a component, in particular a DIN rail mounted device, particularly preferably a relay socket, wherein a receiving space for partially receiving a top-hat rail is formed on the component, and wherein a first resilient element is formed in the receiving space.
  • mounting rails - especially top-hat rails - are used to fasten series installation elements, e.g. in distribution boxes or control cabinets.
  • the components are mounted on these rails, with different mounting techniques being conceivable.
  • assembly with a steel spring or metal slide was common in the past, the clamping mechanism is now made of a sliding plastic, ideally designed directly as part of the component. Part of the attachment is often designed to be spring-loaded.
  • Phoenix Contact GmbH & Co. KG or Weidmüller GmbH & Co. KG offer built-in devices in which a fixed stop is designed in the mounting channel for the top-hat rail, which is hooked onto the top-hat rail. Using a tool, a lug opposite this stop is pulled far enough away from the rail that it can also be hung. The component is then clamped on the top-hat rail and can be moved within certain limits in the direction of the longitudinal axis of the top-hat rail. Dismantling is done by using a tool to pull the spring-loaded nose away from the rail until it no longer has contact and thus the fixed stop can be hung out. A slight turning movement of the entire component around the perpendicular to the longitudinal axis of the profile supports assembly and disassembly.
  • Components from Finder S.p.A are also initially hung in the rail with a fixed stop. Then a spring-loaded slide must be moved with a tool until the component is clamped on the rail and can then be locked with the slide. To release the component, the work steps are carried out in reverse order.
  • the clamping mechanism of the known components often restricts the way in which they are assembled. At least a slight turning movement of the device is often necessary to be able to mount or remove it more easily. If space is limited, for example if the corresponding component is adjacent to other elements of this type on both sides or in narrow control cabinets, assembly and disassembly is often difficult.
  • the object of the invention is to create a component for use in the field of electrical installation that can be mounted or dismantled on a top-hat rail with little effort and conveniently, especially when space is limited.
  • a second resilient element is formed on the component in the receiving space for the top-hat rail, with the first resilient element being opposite the second resilient element, and in particular with the first resilient element and the second resilient element being the top-hat rail when the component is mounted on the top-hat rail can intervene.
  • the component can reach behind the top-hat rail simply by pressing the component essentially perpendicularly onto a main surface of the top-hat rail, with both spring elements latching in at the same time. It is also possible to mount the component asymmetrically, whereby one of the spring elements is hooked in and then the component is attached by pressing in the direction of one of the main surfaces of the rail with the second spring element snaps. It is also possible to first hang one of the spring elements on one side of the top-hat rail and then deflect it by pulling in the direction of the other side of the top-hat rail until the second spring element can be hung.
  • a DIN rail is a mounting rail with a hat-like profile.
  • the cross-section is shaped like a wide "U", the ends of which are bent horizontally outwards. They are used in electrical engineering to fasten components in junction boxes or control cabinets.
  • top-hat rails are made of metal, since they can then function as protective conductors in addition to their function as carriers.
  • the standard DIN EN 60715:2018-07 is currently used, the designation TH35 or "DIN rail” is also known.
  • the designation TH35 indicates the dimensions - DIN rails are in the Usually 35mm wide. There are two typical sizes for the “height” of the “U”: 15mm and 7.5mm.
  • a small version of the DIN rail (15mm x 5mm) now also falls under the same standard; the standard DIN EN 50045 was previously used for this.
  • the component is preferably held positively on a top-hat rail in a direction perpendicular to a longitudinal axis of the top-hat rail, while the component is preferably held in the longitudinal axis of the top-hat rail by the resilient elements only in a non-positive manner.
  • the present invention is not limited to components that can be mounted on standardized top-hat rails. Furthermore, it is clear to the person skilled in the art that the top-hat rail is only important insofar as the component with the two resilient elements can engage in a recess or behind a projection/undercut etc. in order to keep the component stationary at least in one plane.
  • a component is a device that can be mounted on the DIN rail.
  • it can be a series installation device, such as is used in electrical installations. These are often installed in large numbers in control cabinets and distribution boxes, which are equipped with DIN rails on the inside. Junction boxes can be found in almost every electrified building these days.
  • a component includes a base body and a first and a second resilient element.
  • a modular installation device is understood to mean an electrical component.
  • the device is preferably designed as a relay socket.
  • the component can also be embodied as a safety fuse, switch, socket outlet with earthing contact or measuring transducer.
  • the component On the side with which they can be mounted on the top-hat rail, the component preferably has a receiving space in the form of a channel in which a top-hat rail can be accommodated - in the relaxed state of the resilient elements, the distance between the resilient elements is preferably slightly smaller than an overall width of the DIN rail provided for mounting the component (e.g. 35mm for a "TH 35").
  • the distance can preferably be such be increased that the same DIN rail can be pushed between the first and second resilient element, whereupon the two resilient elements can engage behind the lateral leg ends of the DIN rail.
  • the resilient elements delimit the channel laterally.
  • the resilient elements can include latches, snappers, spring pins or the like.
  • the receiving space preferably has the form of a channel open on both sides. This allows the component to be moved in the longitudinal direction of a top-hat rail.
  • the resilient elements are particularly preferably arranged laterally and opposite one another in the open channel. In variants, the channel can also be open on one side, for example.
  • the base body forms the component together with the resilient elements.
  • the base body or the component can be made from one piece and preferably include a receptacle for an electronic element. This can be an integral part of the base body, or it can be installed later. In variants, the component can also be made from several individual parts.
  • a resilient element is understood to be a body that deforms at least partially elastically under the action of force. The element returns to the starting position when the force is removed.
  • the resilient element can have a spring constant.
  • the resilient element can also follow a special spring characteristic, so that the force is not proportional to the path of the resilient element.
  • the resilient element can be very different.
  • an elastic material can be used as a resilient element, for example a resilient plastic or the like.
  • the resilient element can also comprise various plastics and rubber compounds in order to achieve the spring effect.
  • the resilient element can, for example, comprise a classic spiral spring made of metal or plastic. Likewise, leaf springs made of metal or plastic can be provided.
  • the above principles can also be combined for applications in which a very specific behavior of the resilient element is required, for example if different spring constants are desired for different directions.
  • the resilient element is made from the same material as the base body. A particularly cost-effective production of the component can thus be achieved.
  • the resilient element can also include other materials than the base body (see above).
  • the resilient element is designed in one piece with a part of the base body. This also allows the production to be simplified and the production costs to be kept low. In variants, the resilient element can also be designed as a separate part and subsequently attached to the base body.
  • the first resilient element and the second resilient element are preferably designed and arranged in such a way that a distance between the first resilient element and the second resilient element when the first and second resilient elements are in a rest position when a force is applied to the first resilient element and/or the second resilient element can be enlarged. In variants, the distance can thus also be reduced.
  • the resilient elements are mirror-symmetrical. This creates a component that can be assembled and disassembled symmetrically, which can be assembled and disassembled from both sides transversely to the longitudinal direction of the DIN rail with the same tactile characteristics. This can have further advantages in production, since the molds required for production can be simpler, which can have a positive effect on development costs, for example, if the resilient element only has to be designed once.
  • the second resilient element has the same shape, but is arranged mirror-symmetrically to the profile longitudinal axis of the top-hat rail. During assembly and disassembly of the component, both resilient elements behave in the same way and there is no preferred direction or sequence for assembly and disassembly.
  • the component can thus be installed or removed from the spatially and/or ergonomically more favorable direction, independently of the orientation on the top-hat rail.
  • the simplestsym metric training of the resilient elements would be a special Allow embodiment in which the resilient elements are built exactly the same. This would simplify production even further.
  • the resilient elements can only be designed aptsym metrically in terms of their shape.
  • the resilient elements are particularly preferably arranged mirror-symmetrically with respect to an axis of symmetry of the component or base body.
  • mirror-symmetrical resilient elements can also be offset opposite one another with respect to the longitudinal direction of the top-hat rail (see below).
  • the number of resilient elements per component side can vary depending on the type of application. It is possible to form more than one resilient element per component side. In the preferred embodiment, however, exactly one resilient element is arranged per side.
  • the width of the resilient element can be adapted to the component, so that the resilient element has an overall width which essentially corresponds to the overall width of the component. However, the overall width of the resilient element is preferably smaller than the overall width of the component.
  • the maximum deflection of the first resilient element and/or the second resilient element in the direction of the spring movement is preferably limited by a first or a second fixed stop. This limits the maximum movement and thus the maximum possible deformation of the resilient elements. In this way it can be prevented that the material of the resilient elements is spontaneously stressed beyond the limits of deformability, which can happen, for example, when the component is assembled or disassembled improperly or asymmetrically. With a corresponding design of the stop, the resilient elements are only bent or deflected to the extent that the material parameters or the stop allow. The service life of the component can thus be increased. In the absence of a stop of this type, irreversible or plastic deformation of the resilient elements can occur, particularly if the deflection exceeds a certain level.
  • the presence of the stop offers the user the advantage of knowing that the spring element will not be damaged if it is up to is deflected towards the stop.
  • the user feels the stop as a movement limit and can swivel the component in after reaching the movement limit and then snap it into place.
  • the stop does not necessarily have to be designed to be fixed. It is also conceivable to use deformable material.
  • a variant of this embodiment would be to design the component without a stop.
  • the resilient elements could be correspondingly dimensioned differently. It is conceivable, for example, to select an elastic material with a progressive characteristic, which means that more force is required as the deflection increases.
  • the component is preferably designed such that a spring force to be applied for the maximum deflection of the first resilient element and/or the second resilient element in the direction of the spring movement is less than 150 N, preferably less than 100 N, particularly preferably less than 50 N.
  • the spring force to be exerted in the direction of the spring movement is less than 35 N, in particular approximately 29 N, is particularly preferred.
  • the gripping force of a person is sufficient to overcome the clamping force of the resilient elements and to remove the component without using tools.
  • the component can be assembled and disassembled on a top-hat rail particularly efficiently and in particular without further knowledge of the mechanism.
  • these components already cause lower costs during assembly or disassembly. Due to the simple, tool-free handling, the component is assembled or disassembled particularly gently, since only small, directly manually generated forces act on the component. This in turn affects the service life of the component.
  • a symmetrical design of the spring forces of the respective resilient elements is particularly preferred, since this favors the above-mentioned advantages of the invention.
  • a variant of the embodiment would be to design the resilient elements in such a way that the spring force to be exerted in the direction of the spring movement is greater than 150 N.
  • the holding force of the component on a top-hat rail can thus be increased.
  • assembly or disassembly by hand can in principle still be carried out, but as a rule the effort involved in assembling or disassembling the component also increases with increasing spring force.
  • the spring force to be applied for the maximum deflection of the first resilient element and/or the second resilient element in the direction of the spring movement is preferably greater than 5 N, preferably greater than 20 N, particularly preferably greater than 27 N. This ensures that the clamping force that is supposed to hold the components on the DIN rail is large enough so that they do not come loose simply by touching or a slight lateral impact during further work, for example
  • the first and/or the second resilient element preferably comprises a first snap hook or a second snap hook.
  • the snap hook is preferably firmly connected to the component on one side.
  • This so-called joining part acts as a beam clamped on one side, which is subjected to bending stress during assembly or disassembly and deforms elastically. It returns to its starting position when the component is snapped into place, for example on the top-hat rail, or when it is completely dismantled.
  • the snap connection is subject to only minor stresses and therefore places only minor stresses on the material.
  • the simplicity of the principle makes the snap connection a very cost-effective connection option.
  • the first snap hook and/or the second snap hook comprise a first or a second arm, with a first latching lug or a second latching lug being arranged laterally on the distal end of the first or second arm in such a way that the first latching lug or the second Latching lug on the component mounted on the top-hat rail, which can engage behind the top-hat rail.
  • the first arm or the second arm preferably has a length of between 3 mm and 20 mm, preferably between 5 mm and 15 mm. In variants, the length can also be larger or smaller than said areas.
  • the snap hook preferably has an overall width which is less than the overall width of the base body.
  • the snap hook can also have the same overall width as the base body.
  • the base body preferably has a width of between 5 mm and 50 mm, preferably between 10 mm and 30 mm, the overall width of the base body being greater than that of the snap hook. This ensures mechanical protection of the snap hook in the mounted component, since the snap hook cannot then come into contact with neighboring built-in devices.
  • the snap hook is also protected against mechanical influences (e.g. transport or storage) when the component is not mounted if it is less wide than the base body. If there is limited space (e.g.
  • the overall width of the snap hook can also be less than 5 mm or greater than 50 mm.
  • the first arm or the second arm preferably has the same overall width as the snap hook, a width between 2 mm and 20 mm, preferably between 5 mm and 15 mm.
  • the lug on the free (distal) end of the arm of a snap hook is shaped in such a way that the flake forms a positive connection with the flood rail when the component is mounted.
  • Both resilient elements are preferably designed as such snap hooks with distal locking lugs. In this case, for example, they can be designed directly as part of the base body, which makes production particularly easy.
  • detents there are several forms for the detents conceivable. It is particularly preferred to design the surface with which the form fit with the top-hat rail is ultimately achieved in such a way that it is parallel to the contact surface with the top-hat rail when the component is mounted. This ensures the best form fit, but requires somewhat higher joining and loosening forces than a slightly inclined or rounded surface with an otherwise identical design of the snap hook. This training can also be dispensed with.
  • the locking lug has a bevel in a distal area, with which a top-hat rail can be clamped in the receiving space by the bevel when the locking lug engages.
  • the component can also be held in a non-positive manner in addition to the form fit. This can prevent the component from wobbling on the DIN rail.
  • the bevel does not necessarily have to be linear, but can also be convex or concave, stepped or shaped in some other way. On the other hand, the bevel can also be dispensed with.
  • the distal ends of the snap hook arms in such a way that two latching lugs are formed on the side at the distal end of a snap hook arm, which are just far enough apart that the angled part of the top hat rail (the “hat brim”) of a TH35 rail lies between them can.
  • This embodiment enables the component to be held firmly in the assembled state. This embodiment has no influence on the force to be applied during assembly and disassembly.
  • a variant of this embodiment comprises a compression spring as a resilient element, such as a classic spiral spring, which is attached to the base body and whose spring movement runs parallel to the angled ends of the top-hat rail, with a latching lug being attached to the end of the spring on the top-hat rail side, with which a form fit with the DIN rail can be reached.
  • the first fixed stop is designed as a first extension opposite the first detent on the distal end of the first arm, with the extension striking a wall part of the base body delimiting the receiving space at the maximum desired deflection. In this way, a deflection path of the resilient element can be defined in a simple manner with a given shape of the base body.
  • the extension is not formed on an arm of a snap hook, but rather in the area of the base body in which the snap hook can move.
  • the principle of action for the user is the same for both variants. Which variant is chosen can depend on the desired production method.
  • a first space or a second space is preferably formed on the first arm and/or the second arm, which space is in particular designed as a continuous space.
  • the snap hook has two arms, as it were; both partial arms are connected at their distal end via the latching lug.
  • both partial arms are not shaped exactly the same, which means that the bending behavior of each partial arm differs when force is applied.
  • the haptics when operating the clamping mechanism can thus be easily controlled via the design of the partial arms or the shape of the flea space of the snap hooks.
  • a variant of this embodiment includes a non-continuous flea space.
  • the arm of the snap hook then only has one or more indentations. It will then Less material is required with almost the same elasticity behavior. For small components, the material savings may be negligible. For larger components and, above all, very large quantities, as is the case for example with relay sockets or the like, the saving of material is relevant.
  • the component preferably comprises a base body, with the first arm and/or the second arm being arranged in a depression in the base body in such a way that the first latching lug or the second latching lug protrudes beyond the base body.
  • the "depth" of this area ie this indentation, depends on how long the snap hook is to be laid out. Due to the depth of the recess, a lever arm of a snap hook can in particular be made longer, which means that a smaller bending moment can act on the arm of the snap hook with the same deflection. This in turn has the advantage that the snap hook is moved more gently, with the result that the service life of the snap hook—as preferably the only movable part of the component—and thus of the component as a whole can be extended. Furthermore, a snap hook can also be achieved with relatively hard material, which can be easily deflected with relatively little force and yet high stability.
  • the base body offers the snap hook further protection, so that the snap hook is really only deflected during assembly/disassembly on/from the DIN rail and cannot be broken off, for example, during transport.
  • the recess in the base body can serve as a stop for the snap hook, which means that in one embodiment no separate element has to be provided to limit the movement of the snap hook. In this embodiment, the movement of the snap hook is restricted by the wall of the recess.
  • an element for restricting movement on the snap hook and/or in the recess can be arranged in such a way that the element for restricting movement on the snap hook or on the wall of the recess is at maximum deflection of the snap hook strikes. It is clear to the person skilled in the art that the stop does not necessarily have to be designed in this form, or that the stop can also be dispensed with.
  • a preferred embodiment of the invention is characterized in that the component in the receiving space comprises a support element which can support the component on the top-hat rail when the component is mounted on the top-hat rail, the support element being arranged at a small distance from the resilient element.
  • the support element can ensure better load distribution of the component in the assembled state. Without the support element, the component would possibly only be held on the top-hat rail by the clamping force of the snap hooks. However, these often have very small contact surfaces.
  • the support element can support the secure hold of the component.
  • the support element can function as a further stop. It prevents the component from being pushed further than necessary in the direction of the DIN rail during assembly. The snap hooks cannot be deformed too much and are not damaged.
  • the support element can also serve as a guide, with which the edge of the top-hat rail is guided in the direction of the snap hook. This further simplifies the assembly of the component on the DIN rail.
  • the support element is delimited by the two indentations in which the snap hooks are arranged.
  • the base body of the component is preferably made from a polymer, in particular from polyamide.
  • Polyamide is a very strong plastic that has good abrasion and wear resistance. This is an advantage if the component has to be assembled and disassembled several times, because this allows the base body to have a long service life.
  • a polyester can also be used instead of polyamide.
  • the material is stiffer than polyamide and the design of the snap hooks has to be adjusted accordingly polyester is more heat resistant. This is advantageous in applications where relatively high temperatures prevail.
  • the component can alternatively or additionally also include one or more of the following plastics: acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polylactate (PLA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE ), Polypropylene (PP), Polystyrene (PS), Polyetheretherketone (PEEK) and Polyvinylchloride (PVC).
  • ABS acrylonitrile butadiene styrene
  • PLA polylactate
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PET polyethylene
  • PE polypropylene
  • PS Polystyrene
  • PS Polyetheretherketone
  • PVC Polyvinylchloride
  • thermosetting plastics such as epoxy resins, polyurethane, etc. can also be provided.
  • the claimed component is preferably designed as a relay socket.
  • An arrangement particularly preferably comprises a relay base with a relay.
  • the component includes a safety fuse, a protective contact or other electronic or electrical elements familiar to a person skilled in the art instead of the relay.
  • FIG. 1a shows a schematic illustration of a section transverse to a flood rail longitudinal direction of a first embodiment of the component
  • FIG. 1b shows a schematic representation of a section according to FIG. 1a, parallel to the longitudinal axis of the flood rail;
  • FIG. 1c shows a schematic detailed view of the snap hook according to FIG. 1a;
  • 2 shows a schematic representation of a second embodiment in which the resilient element is formed with a spiral spring and a latching lug (spring pressure piece) fastened to the spring;
  • 3a shows a schematic representation of a third embodiment, in which the fixed stop is formed on the snap hook
  • 3b shows a schematic representation of a fourth embodiment of the invention, in which the fixed stop is formed on the base body
  • 3c shows a schematic representation of a fifth embodiment of the invention in which no fixed stop is formed.
  • the same parts are provided with the same reference symbols in the figures.
  • FIG. 1a schematically shows the component 100, which in the present case is in the form of a relay socket and can be mounted on a flood rail 103.
  • a relay 1 12 is arranged or attached.
  • the component 100 includes a base body 102, which is symmetrical to a first axis 101a, which is perpendicular to the flood rail longitudinal axis, not shown.
  • the base body 102 includes a receiving space 113, in which a flood rail 103, for example of the TH35 type, is accommodated.
  • the flood rail 103 has the shape of an outwardly angled "U" and is constructed symmetrically to the axis 101a.
  • the receiving space 113 of the base body 102 does not necessarily have the exact shape of the cross section of the profile of the flood rail 103. Rather, the base body 102 includes areas 113 in which the angled ends of the flood rail 103 find space. Since the flood rail 103 is constructed symmetrically with respect to the axis 101a, the receiving space 113 formed on the base body 102 is also symmetrical with respect to the axis 101a. In the area in which the angled ends of the flood rail 103 can be clamped, the base body 102 comprises two spaced-apart depressions 114 arranged mirror-symmetrically to the axis 101. Two depressions are formed mirror-symmetrically to the axis 101a Snap hooks 104a, 104b arranged, which can move in a plane perpendicular to the axes 101a and 101b.
  • the snap hooks 104a, 104b are connected as resilient sub-arms 106,108 at their proximal end in the depression 114 with the base body 102.
  • the snap hooks 104a, 104b and the base body 102 are made in one piece.
  • two latching lugs 110a and 110b are formed, which form a "unshaped intermediate space. This is just big enough for the angled ends of the top-hat rail 103 to fit into it.
  • the latching lug 1 10a engages behind the top-hat rail 103 when the component 100 is engaged.
  • the surface of the latching lug 1 10a lies parallel to the angled part of the top-hat rail profile when the component 100 is in the engaged state. This ensures the best form fit. It is clear to the person skilled in the art that other shapes for the locking lug 110a, e.g. a slightly inclined or rounded surface, are possible, which result in somewhat lower joining and loosening forces.
  • the snap hooks 104a, 104b each include an inclined surface 1 10c, which connects to the locking lug 1 10a.
  • the sloping surface 1 10c is designed in such a way that the snap hook 1 15 is guided outwards over the sloping surface 1 10c when it is brought down over the top-hat rail 103, so that the top-hat rail 103 can engage in the depression 1 1 1.
  • Each of the snap hooks 104a, 104b includes an oval cavity 107 which is aligned and open in the direction of the longitudinal axis of the DIN rail.
  • Each of the snap hooks 104a, 104b thus includes two sub-arms 106, 107, which are attached to the base body 102 at the proximal end.
  • the hollow space 107 is formed by the connection at the distal end by the locking lug 110a.
  • the inner partial arm 108 is defined as the one which is in contact with the top-hat rail via the recess 1111. On the inner part arm 108, the locking lugs 1 10a and 1 10b are formed.
  • Outer arm 106 is approximately parallel to inner sub-arm 108 but further from axis 101a.
  • Each of the snap hooks 104a, 104b has an extension 105 on its outer arm 106, which acts as a stop to limit the maximum possible deflection of the snap hooks 104a, 104b. If one of the snap hooks 104a, 104b is deflected away from the top-hat rail 103, the extension 105 touches the base body 102 in the depression 114 at a certain deflection. The snap hooks 104a, 104b can then no longer be deflected any further.
  • the extension 105 together with the outer arm 106 is made in one piece together with the base body 102 .
  • a supporting element 109 arranged mirror-symmetrically to the axis 101a is formed in the receiving space for the top-hat rail 103 . This is part of the base body 102 and is made in one piece with it.
  • a relay 112 is integrated in component 100 .
  • the snap hooks 104a, 104b are designed in such a way that the component 100 can be mounted parallel to the axis 101a on the top-hat rail 103 or released again by applying a force of between 27N and 29N. This means that the component 100 can be assembled and disassembled by hand, ie without tools.
  • the choice of a different material or a different design of the armies 106 and 108 of the snap hooks 104a and 104b results in greater or lesser joining and release forces for the component 100.
  • the base body is preferably made of polyamide. Depending on the area of application, the person skilled in the art can replace the material with, for example, polyester or another suitable plastic.
  • Figure 1b shows the same embodiment as Figure 1a, but as a sectional view along the axis 101c in Figure 1.
  • the base body 102 is symmetrical to the axis 101a.
  • the snap hook 104 is designed to be less wide than the base body 102.
  • the arms of the snap hook lie exactly one behind the other, which is why only the inner partial arm 108 can be seen.
  • the latching lugs 110a and 110b formed on the inner partial arm 108 are just as ready as the inner partial arm 108 of the snap hook.
  • the locking lugs 1 10a and 1 10b are separated from each other by a gap 1 1 1, in which the top-hat rail can not be included shown.
  • FIG. 1c shows a simple embodiment for a snap hook 104.
  • the snap hook is made together with the base body 102 in one piece.
  • the snap hook 115 comprises an arm 116 which is connected to the base body 102 at the proximal end.
  • two latching lugs 1 10a and 1 10b are formed and arranged opposite one another in such a way that they are separated from one another by a gap 1 1 1 .
  • the arm 1 16 is deflected into the position 1 16' when the component 100 is assembled or disassembled.
  • the locking lug 1 10a engages behind the top-hat rail 103, which fits exactly into the gap 1 1 1.
  • the latching lugs 1 10a and 1 10b engage around the top-hat rail 103 in a form-fitting manner.
  • a support element 109 which is designed as part of the base body 102 , lies opposite the latching lug 110b.
  • Figure 2 shows a partial representation of a further embodiment of the component 200, which can be mounted on a top-hat rail 103.
  • the component comprises a base body 202 which has a cylindrically shaped channel 201 which runs parallel to the axis 203 .
  • a spiral spring 202 is arranged in the channel 201 and can be deflected or compressed in a direction parallel to the axis 210 .
  • the spiral spring 202 is firmly anchored in the base body 202 at one end.
  • a cylindrical pin 204 is fixed.
  • Channel 201 has the same diameter as spigot 204 up to point 203 where the diameter gradually decreases.
  • the pin 204 can move through the channel 201 up to the point 203 during the spring movement of the spiral spring 202 .
  • the point 203 at which the diameter of the channel tapers in a step-like manner, thus acts as a stop which limits the movement of the pin 204.
  • Two locking lugs 205a and 205b are formed on the pin 104 .
  • pin 204 When component 200 snaps into place on top-hat rail 103, pin 204 is pressed into channel 201 by pressure on latching lug 205b - shown by the dashed line - whereby stop 203 may limit this movement, and then snaps onto the angled part of the Top-hat rail 103, the top-hat rail 103 then coming to rest in the concave cavity 206 of the pin 204 and both latching lugs 205a and 205b surround the top-hat rail 103 in a form-fitting manner.
  • the pin 204 Opposite the pin 204 is a support element 109 which supports the component 200 on the top-hat rail 103 in the mounted state.
  • Figure 3a shows a partial representation of an embodiment of the component 100, which can be mounted on a top-hat rail 103.
  • the component 100 comprises a base body 102 with a recess 301 in which a snap hook 104 is arranged, which can move in a plane perpendicular to the axes 101a and 101b.
  • the snap hook 104 includes an elongated, slot-shaped cavity 107, which is open in the direction of the DIN rail longitudinal axis, about half as wide as the snap hook
  • the snap hook 104 thus comprises two resilient sub-arms 106, 108, which are connected to one another both at the proximal end on the base body 102 and at the distal end by the latching lug 110a.
  • the inner partial arm 108 is defined as the one which is in contact with the top-hat rail 103 via the depression 111, ie is closer to the axis of symmetry 101a.
  • the locking lugs 110a and 110b are formed at the distal end of the inner partial arm 108, which form a “unshaped intermediate space. This is just big enough to accommodate the profile of the top-hat rail 103.
  • the latching lug 110a engages behind the top-hat rail when the component 100 is in the engaged state.
  • the outer partial arm 106 lies approximately parallel to the inner partial arm 108, but further away from the axis 101a.
  • the snap hook 104 has an extension 105 on its outer partial arm 106, which acts as a stop in order to limit the maximum possible deflection of the snap hook 104. In the embodiment shown, the extension
  • a supporting element 109 arranged mirror-symmetrically to the axis 101a is formed in the receiving space for the top-hat rail 103 . This is part of the base body 102 and is made in one piece with it.
  • FIG. 3b shows another embodiment of the invention according to Figure 3a.
  • the snap hook 104 has no extension formed on its outer partial arm 106 .
  • an extension 302 is formed in the area 301 of the base body 102 in which the snap hook can move, which fulfills the same function of the stop 105 in the embodiment in FIG.
  • the extension 302 is made as a part of the base body 102 together with this in one piece.
  • the further embodiment shown in FIG. 3c is constructed like the embodiments from FIGS. 3a and 3b.
  • the movement of the snap hook 104 is not mechanically limited here by a fixed element, but takes place through appropriate selection of the elasticity of the material of the component and appropriate geometric design of the resilient sub-arms 106 and 108.
  • relay 112 may be replaced by any other common electronic or electrical element such as a fuse or grounding contact.
  • a component is provided which can be assembled and disassembled on a flood rail in a simple and intuitive manner, in particular without tools, by means of resilient snap hooks. The production is inexpensive since the snap hooks can be manufactured in one piece together with the base body.
  • the component can be equipped with a relay and other electronic elements.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mounting Components In General For Electric Apparatus (AREA)

Abstract

An einem Bauteil (100), insbesondere einem Reiheneinbaugerät, besonders bevorzugt einem Relaissockel, ist ein Aufnahmeraum (113) für die teilweise Aufnahme einer Hutschiene (103) ausgebildet wobei in dem Aufnahmeraum ein erstes federndes Element (104a) ausgebildet ist, wobei im Aufnahmeraum ein zweites federndes Element (104b) ausgebildet ist, wobei das erste federnde Element dem zweiten federnden Element gegenüberliegt, und wobei insbesondere, bei auf der Hutschiene montiertem Bauteil, das erste federnde Element und das zweite federnde Element die Hutschiene hintergreifen können. Eine Anordnung umfasst ein Bauteil und ein Relais (112).

Description

Schnapphaken
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Bauteil, insbesondere ein Reiheneinbaugerät, besonders bevorzugt ein Relaissockel, wobei an dem Bauteil ein Aufnahmeraum für die teilweise Aufnahme einer Hutschiene ausgebildet ist, und wobei in dem Aufnahmeraum ein erstes federndes Element ausgebildet ist.
Stand der Technik
In der Elektroinstallation werden Tragschienen - speziell Hutschienen - zur Befestigung von Reiheneinbauelementen z.B. in Verteilerkästen oder Schaltschränken benutzt. Die Bauelemente werden auf diesen Schienen montiert, wobei für die Montage verschiedene Techniken vorstellbar sind. Während früher die Montage mit einer Stahlfeder oder einem Blechschieber üblich war, wird der Klemmmechanismus heutzutage aus einem gleitenden Kunststoff, idealerweise direkt als Teil des Bauelements ausgelegt. Ein Teil der Befestigung ist oft federnd ausgeführt.
Phoenix Contact GmbH & Co. KG oder Weidmüller GmbH & Co. KG bieten Einbaugeräte an, bei denen im Aufnahmekanal für die Hutschiene ein fester Anschlag ausgebildet ist, der an der Hutschiene eingehängt wird. Mit einem Werkzeug wird eine diesem Anschlag gegenüberliegende Nase soweit von der Schiene weggezogen, dass sie ebenfalls eingehängt werden kann. Das Bauelement klemmt dann auf der Hutschiene und kann in gewissen Grenzen in Richtung der Längsachse der Hutschiene bewegt werden. Die Demontage erfolgt, indem mit einem Werkzeug die federnde Nase soweit von der Schiene weggezogen wird, bis sie keinen Kontakt mehr hat und damit der feste Anschlag ausgehängt werden kann. Eine leichte Drehbewegung des gesamten Bauteils um die Senkrechte auf die Profillängsachse unterstützt Montage und Demontage.
Bauelemente von Finder S.p.A werden ebenfalls mit einem festen Anschlag zunächst in der Schiene eingehängt. Danach muss ein federbeaufschlagter Schieber mit einen Werkzeug verschoben werden, bis das Bauteil auf der Schiene klemmt und mit dem Schieber nachfolgend arretiert werden kann. Zum Lösen des Bauteils werden die Arbeitsschritte in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt.
Der Klemmmechanismus der bekannten Bauelemente schränkt häufig die Art und Weise der Montage ein. Oft ist nämlich wenigstens eine leichte Drehbewegung des Geräts notwendig, um es einfacher montieren oder wieder entfernen zu können. Bei begrenztem Platzangebot, zum Beispiel wenn das entsprechende Bauteil an beiden Seiten von weiteren Elementen dieser Art benachbart ist oder in engen Schaltschränken, gestaltet sich die Montage und Demontage häufig schwierig.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bauteil zum Gebrauch im Bereich der Elektroinstallation zu schaffen, das mit geringem Aufwand und komfortabel, insbesondere bei begrenztem Platzangebot, auf einer Hutschiene montiert respektive demontiert werden kann.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung ist am Bauteil im Aufnahmeraum für die Hutschiene ein zweites federndes Element ausgebildet, wobei das erste federnde Element dem zweiten federnden Element gegenüberliegt, und wobei insbesondere, bei auf der Hutschiene montiertem Bauteil, das erste federnde Element und das zweite federnde Element die Hutschiene hintergreifen können.
Das Hintergreifen der Hutschiene durch das Bauteil kann bereits durch Druck des Bauteils im Wesentlichen senkrecht auf eine Hauptfläche der Hutschiene erfolgen, wobei beide Federelemente gleichzeitig einrasten. Es ist ebenfalls möglich das Bauteil asymmetrisch zu montieren, wobei eines der Federelemente eingehängt wird und dann das Bauteil durch Druck in Richtung einer der Hauptflächen der Schiene mit dem zweiten Federelement einrastet. Es ist weiterhin möglich zunächst eines der Federelemente auf einer Seite der Hutschiene einzuhängen und es danach durch Zug in Richtung der anderen Seite der Hutschiene auszulenken, bis das zweite Federelement eingehängt werden kann.
Insbesondere bei einer grösseren Anzahl von solchen Reiheneinbaugeräten, z.B. in einem Schaltschrank, gibt es bei der Demontage einzelner Elemente mit zwei federnden Elementen keine Schwierigkeiten, wenn das entsprechende Bauteil an beiden Seiten von weiteren Geräten dieser Art benachbart ist. Da zwei gegenüberliegende, federnde Elemente ausgebildet sind, gibt es bei Montage und Demontage keine bevorzugte Richtung für die Installation des Bauteils auf der Schiene. Je nach Einbausituation kann die Installation bzw. Deinstallation von jeder Seite der Hutschiene her erfolgen. Soll das Bauteil beispielsweise an einem Ort z.B. in einem Schaltschrank installiert werden, der asymmetrische Platzverhältnisse bietet, lässt sich ein Bauteil mit zwei gegenüberliegenden federnden Elementen dennoch gut in der gewünschten Orientierung montieren, selbst wenn eine Seite der Schiene schlecht zugänglich ist. Eine spezielle Kenntnis der Konstruktion der federnden Elemente ist ebenfalls nicht erforderlich, um Montage und Demontage fachgerecht auszuführen. Die einfache Konstruktion der federnden Elemente erlaubt eine intuitive Handhabung.
Es ist weiterhin vorstellbar, pro Bauteilseite mehr als ein federndes Element anzuordnen. Dies hätte den Vorteil, dass man bei breiteren Bauteilen die gleiche Form für die federnden Elemente benutzen kann, aber die gewünschte Klemmkraft auf mehrere Federelemente verteilt. Damit ergibt sich für grössere Bauteile bei gleicher aufzuwendender Kraft zur Montage respektive Demontage eine bessere geometrische Verteilung der Elemente, wodurch sie sicher auf der Schiene halten.
Eine Hutschiene ist eine Tragschiene mit einem hutähnlichen Profil. Der Querschnitt ist wie ein breites „U“ geformt, dessen Schenkelenden horizontal nach aussen abgeknickt sind. Sie werden in der Elektrotechnik zur Befestigung von Bauteilen in Verteilerkästen oder Schaltschränken eingesetzt. Typischerweise sind Hutschienen aus Metall, da sie dann neben der Funktion als Träger auch als Schutzleiter fungieren können. Aktuell wird die Norm DIN EN 60715:2018-07 verwendet, bekannt ist auch die Bezeichnung TH35 oder „DIN rail“. Die Bezeichnung TH35 deutet auf die Abmessung hin - Hutschienen sind in der Regel 35mm breit. Für die „Höhe“ des „U“ gibt es zwei typische Grössen: 15mm und 7.5mm. Unter die gleiche Norm fällt nunmehr auch eine kleine Version der Hutschiene (15mm x 5mm), früher wurde dafür die Norm DIN EN 50045 verwendet.
An einer Hutschiene wird das Bauteil vorzugsweise in eine Richtung rechtwinklig zu einer Längsachse der Hutschiene formschlüssig gehalten, während das Bauteil in der Längsachse der Hutschiene durch die federnden Elemente vorzugsweise lediglich kraftschlüssig gehalten ist.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Bauteile beschränkt, welche auf normierte Hutschienen montierbar sind. Weiter ist dem Fachmann klar, dass die Hutschiene nur insofern von Bedeutung ist, als dass das Bauteil mit den beiden federnden Elementen in eine Ausnehmung respektive hinter einen Vorsprung/ Hinterschnitt etc. eingreifen kann, um das Bauteil zumindest in einer Ebene ortsfest zu halten.
Unter einem Bauteil wird ein Gerät verstanden, welches auf der Hutschiene montiert werden kann. Im Speziellen kann es sich um ein Reiheneinbaugerät handeln, wie sie in der Elektroinstallation Anwendung finden. Diese werden häufig in grösserer Anzahl in Schaltschränken und Verteilerkästen installiert, welche im Innenraum mit Hutschienen ausgestattet sind. Die Verteilerkästen kommen heutzutage in fast jedem elektrifiziertem Gebäude vor. Ein Bauteil umfasst dabei einen Grundkörper und ein erstes sowie ein zweites federndes Element.
Unter einem Reiheneinbaugerät wird ein elektrisches Bauelement verstanden. Vorzugsweise ist das Gerät als Relaissockel ausgebildet. In Varianten kann das Bauteil auch als Schmelzsicherung, Schalter, Schutzkontaktsteckdose oder Messwandler ausgebildet sein.
Auf der Seite, mit der sie an die Hutschiene montiert werden können, hat das Bauteil vorzugsweise einen Aufnahmeraum in Form eines Kanals, in welchem eine Hutschiene aufgenommen werden kann - in entspanntem Zustand der federnden Elemente ist der Abstand zwischen den federnden Elementen vorzugswiese etwas kleiner als eine Baubreite der zur Montage des Bauteils vorgesehen Hutschiene (also zum Beispiel 35mm bei einer „TH 35“). Durch spannen der federnden Elemente kann der Abstand vorzugsweise derart vergrössert werden, dass dieselbe Hutschiene zwischen dem ersten und zweiten federnden Element hindurchgeschoben werden kann, worauf die beiden federnden Elemente die seitlichen Schenkelenden der Hutschiene hintergreifen können. Die federnden Elemente begrenzen den Kanal lateral. Die federnden Elemente können Rastnasen, Schnapper, Federstifte oder dergleichen umfassen.
Vorzugsweise weist der Aufnahmeraum die Form eines beidseitig offenen Kanals auf. Damit kann das Bauteil in Längsrichtung einer Hutschiene verschoben werden. Besonders bevorzugt sind die federnden Elemente seitlich und gegenüberliegend im offenen Kanal angeordnet. In Varianten kann der Kanal zum Beispiel auch einseitig offen sein. Der Grundkörper bildet zusammen mit den federnden Elementen das Bauteil. Der Grundkörper respektive das Bauteil können aus einem Stück gefertigt sein und umfassen vorzugsweise eine Aufnahme für ein elektronisches Element. Dieses kann ein integraler Teil des Grundkörpers sein, oder nachträglich eingebaut werden. In Varianten kann das Bauteil auch aus mehreren Einzelteilen gefertigt sein. Unter einem federnden Element wird ein Körper verstanden, der sich unter Krafteinwirkung zumindest teilweise elastisch verformt. Das Element kehrt bei Wegfall der Kraftwirkung wieder in die Ausgangsposition zurück. Das federnde Element kann eine Federkonstante aufweisen. In Varianten kann das federnde Element auch einer speziellen Federkennlinie folgen, so dass sich die Kraft nicht proportional zum Weg des federnden Elements verhält. Das federnde Element kann sehr unterschiedlich ausgeprägt sein. Bereits ein elastisches Material kann als federndes Element eingesetzt werden, zum Beispiel ein federnder Kunststoff oder dergleichen. Das federnde Element kann auch verschiedene Kunststoffe und Gummimischungen umfassen, um die Federwirkung zu erzielen. Das federnde Element kann zum Beispiel eine klassische Spiralfeder aus Metall oder Kunststoff umfassen. Ebenso können Blattfedern aus Metall oder Kunststoff vorgesehen sein. Für Anwendungen in denen ein sehr spezifisches Verhalten des federnden Elements notwendig ist, z.B. wenn unterschiedliche Federkonstanten für verschiedene Richtungen gewünscht sind, lassen sich die obigen Prinzipien auch kombinieren. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das federnde Element aus demselben Material ausgebildet, wie der Grundkörper. Damit kann eine besonders kostengünstige Herstellung des Bauteils erreicht werden. In Varianten kann das federnde Element auch andere Materialien als der Grundkörper umfassen (siehe oben).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das federnde Element einstückig mit einem Teil des Grundkörpers ausgebildet. Auch damit kann die Herstellung vereinfacht und damit die Herstellungskosten tief gehalten werden. In Varianten kann das federnde Element auch als separater Teil ausgebildet sein und nachträglich am Grundkörper befestigt werden.
Vorzugsweise ist das erste federnde Element und das zweite federnde Element derart ausgebildet und angeordnet, dass ein Abstand zwischen dem ersten federnden Element und dem zweiten federnden Element in einer Ruhelage des ersten und des zweiten federnden Elements bei einer Beaufschlagung mit einer Kraft auf das erste federnde Element und/oder das zweite federnde Element vergrössert werden kann. In Varianten kann damit der Abstand auch verringert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die federnden Elemente spiegelsymmetrisch ausgebildet. Damit wird ein symmetrisch montier- und demontierbares Bauteil geschaffen, welches von beiden Seiten quer zur Hutschienenlängsrichtung mit denselben haptischen Merkmalen montiert und demontiert werden kann. Dies kann weitere Vorteile bei der Produktion haben, da die zur Herstellung erforderlichen Formen einfacher ausfallen können, was sich z.B. positiv auf die Entwicklungskosten auswirken kann, wenn das federnde Element nur einmal entworfen werden muss. Das zweite federnde Element hat die gleiche Form, ist aber spiegelsymmetrisch zur Profillängsachse der Hutschiene angeordnet. Bei Montage und Demontage des Bauteils verhalten sich beide federnden Elemente gleich und es gibt keine bevorzugte Richtung oder Reihenfolge für Montage und Demontage. Damit kann das Bauteil unabhängig von der Orientierung auf der Hutschiene von der räumlich und/oder ergonomisch günstigeren Richtung installiert respektive entfernt werden. Die spiegelsym metrische Ausbildung der federnden Elemente würde im Speziellen eine Ausführungsform erlauben, bei der die federnden Elemente exakt gleich gebaut sind. Dies würde die Herstellung noch weiter vereinfachen.
Je nach Form des Grundkörpers können die federnden Elemente lediglich spiegelsym metrisch hinsichtlich ihrer Form ausgelegt sein. Besonders bevorzugt sind die federnden Elemente hinsichtlich einer Symmetrieachse des Bauteils oder Grundkörpers spiegelsymmetrisch angeordnet. In Varianten können spiegelsymmetrische federnde Elemente auch bezüglich der Hutschienenlängsrichtung gegenüberliegend versetzt angeordnet sein (siehe unten).
Die Anzahl der federnden Elemente pro Bauteilseite kann je nach Anwendungsart variieren. Es ist möglich pro Bauteilseite mehr als ein federndes Element auszubilden. In der bevorzugten Ausführungsform wird jedoch je genau ein federndes Element pro Seite angeordnet. Das federnde Element kann in diesem Fall in seiner Breite an das Bauteil angepasst sein, so dass das federnde Element eine Baubreite aufweist, welche im Wesentlichen der Baubreite des Bauteils entspricht. Bevorzugt ist jedoch die Baubreite des federnden Elements geringer als die Baubreite des Bauteils.
Vorzugsweise ist die maximale Auslenkung des ersten federnden Elements und/oder des zweiten federnden Elements in Richtung der Federbewegung durch einen ersten respektive einen zweiten festen Anschlag begrenzt. Dies beschränkt die maximale Bewegung und damit die maximal mögliche Verformung der federnden Elemente. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass das Material der federnden Elemente spontan über die Grenzen der Verformbarkeit hinweg belastet wird, was z.B. beim unsachgemässen oder asymmetrischen Montieren oder Demontieren des Bauteils passieren kann. Bei entsprechender Auslegung des Anschlags werden die federnden Elemente nur soweit verbogen bzw. ausgelenkt, wie es die Materialparameter respektive der Anschlag zulassen. Damit kann eine Lebensdauer des Bauteils erhöht werden. Bei einem fehlenden Anschlag dieser Art, kann es zu irreversibler bzw. plastischer Verformung der federnden Elemente kommen, insbesondere wenn die Auslenkung ein gewisses Mass überschreitet. Damit kann das gesamte Prinzip des Klemmmechanismus der federnden Elemente wirkungslos und damit das Bauteil insgesamt unbrauchbar werden. Bei der Wahl von steifen Materialien kann das Problem noch verschärft werden. Steifere Materialien neigen eher zu Bruch als zu irreversibler Verformung. Auch dies geht unter Umständen mit dem Verlust des gesamten Bauteils einher. Selbst wenn das federnde Element bei fehlendem Anschlag nicht sofort irreversibel beschädigt wird, so besteht die Möglichkeit frühzeitiger Materialermüdung, wenn das federnde Element zu oft im Grenzbereich zwischen elastischem und plastischem, bzw. spröden Verhalten bewegt wird.
Das Vorhandensein des Anschlags bietet dem Nutzer den Vorteil, selbst bei einer schwer einsehbaren Einbausituation, bei der die Position und damit die momentane Auslenkung vor dem Einrasten nicht optisch kontrolliert werden kann, doch zu wissen, dass das Federelement keinen Schaden nehmen wird, wenn es bis an den Anschlag heran ausgelenkt wird. Der Benutzer spürt den Anschlag als Bewegungsbegrenzung und kann das Bauteil nach Erreichen der Bewegungsbegrenzung einschwenken und danach einrasten.
Der Anschlag muss nicht notwendigerweise fest ausgelegt sein. Es ist ebenfalls vorstellbar verformbares Material zu verwenden.
Eine Variante dieser Ausführungsform wäre das Bauteil ohne Anschlag auszubilden. Um in diesem Fall die oben genannten Schwierigkeiten wie irreversible Verformung, Bruch und Materialermüdung zumindest zu minimieren, könnten die federnden Elemente entsprechend anders dimensioniert werden. Vorstellbar ist beispielsweise ein elastisches Material mit progressiver Kennlinie zu wählen, welche zur Folge hat, dass mit zunehmender Auslenkung auch mehr Kraft benötigt wird.
Weiterhin ist es möglich beide Prinzipien (Anschlag und progressive Elastizität des Materials) bei der Auslegung der federnden Elemente und des Grundkörpers zu kombinieren.
Vorzugsweise ist das Bauteil so ausgelegt, dass eine für die maximale Auslenkung des ersten federnden Elements und/oder des zweiten federnden Elements in Richtung der Federbewegung aufzuwendende Federkraft kleiner als 150 N, vorzugsweise kleiner als 100 N, insbesondere bevorzugt kleiner als 50 N ist.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die in Richtung der Federbewegung aufzuwendende Federkraft kleiner ist als 35 N, insbesondere etwa 29 N gross. In diesem Fall reicht die Greifkraft eines Menschen aus, die Klemmkraft der federnden Elemente zu überwinden und das Bauteil ohne Zuhilfenahme von Werkzeug zu entfernen. Damit kann das Bauteil besonders effizient und insbesondere ohne weitere Kenntnisse des Mechanismus auf einer Hutschiene montiert und demontiert werden. Diese Bauteile verursachen damit bereits bei der Montage respektive Demontage geringere Kosten. Durch die einfache, werkzeuglose Handhabung wird das Bauteil besonders schonend montiert respektive demontiert, da damit lediglich geringe, direkt von Hand erzeugte Kräfte, auf das Bauteil einwirken. Dies wiederum wirkt sich auf die Lebensdauer des Bauteils aus.
Besonders bevorzugt ist eine symmetrische Auslegung der Federkräfte der jeweiligen federnden Elemente, da diese die oben genannten Vorteile der Erfindung begünstigt.
Es reicht prinzipiell jedoch aus, wenn diese Bedingung nur für eines der federnden Elemente erfüllt ist, und das zweite Federelement mit einer grösseren Federkraft ausgelenkt werden muss. In diesem Fall muss das Bauteil bei der Installation zunächst mit dem Federelement mit der kleineren Federkraft eingehängt werden, und dann dieses Federelement soweit ausgelenkt werden, bis das festere Federelement eingerastet werden kann. Zum Lösen des Bauteils wird es in Richtung des „festeren“ Federelements geschoben und damit das „weichere“ Element verformt, bis das „festere“ Federelement frei ist.
Eine Variante der Ausführungsform wäre, die federnden Elemente so auszulegen, dass die in Richtung der Federbewegung aufzuwendende Federkraft grösser ist als 150 N. Damit kann die Haltekraft des Bauteils an einer Hutschiene vergrössert werden. Auch in diesem Fall kann eine Montage respektive Demontage von Hand prinzipiell noch durchführbar sein, in der Regel wird jedoch bei zunehmender Federkraft der Aufwand für die Montage respektive Demontage des Bauteils ebenfalls zunehmen.
Vorzugsweise ist die aufzuwendende Federkraft zur maximalen Auslenkung des ersten federnden Elements und/oder des zweiten federnden Elements in Richtung der Federbewegung grösser als 5 N, vorzugsweise grösser als 20 N, insbesondere bevorzugt grösser als 27 N. Dies stellt sicher, dass die Klemmkraft, welche die Bauteile auf der Hutschiene halten soll, gross genug ist, so dass sie sich z.B. bei weiteren Arbeiten nicht schon allein durch Berühren oder leichten lateralen Stoss lösen
Damit muss keines der federnden Elemente mit einem Werkzeug bedient werden, um das Hintergreifen an der Hutschiene zu gewährleisten, was eine vereinfachte Montage und Demontage des Bauteils zur Folge hat. Bereits durch einfachen Zug mit der Hand lässt sich das Bauteil wieder von der Hutschiene lösen.
Vorzugsweise umfasst das erste und/oder das zweite federnde Element einen ersten Schnapphaken respektive einen zweiten Schnapphaken.
Bei einer Schnappverbindung wird die Elastizität des Werkstoffes ausgenutzt. Der Schnapphaken ist vorzugsweise auf einer Seite fest mit dem Bauteil verbunden. Dieser sogenannte Fügeteil agiert als einseitig eingespannter Balken, welcher während der Montage bzw. Demontage auf Biegung beansprucht wird und sich elastisch verformt. Er kehrt in seine Ausgangsposition zurück, wenn das Bauteil, zum Beispiel auf der Hutschiene, eingerastet ist bzw. wenn es komplett demontiert ist. Im unbelasteten Zustand unterliegt die Schnappverbindung nur geringen Spannungen und beansprucht das Material daher auch nur gering. Die Einfachheit des Prinzips macht die Schnappverbindung zu einer sehr kostengünstigen Verbindungsmöglichkeit.
Besonders bevorzugt ist die Ausführung der Erfindung, bei der alle federnden Elemente als Schnapphaken ausgebildet sind. Diese können so ausgelegt sein, dass beide die gleiche Füge- bzw. Lösekraft besitzen. Bei Montage bzw. Demontage ergibt sich in dem Fall keine Vorzugsrichtung. Für sehr asymmetrisch geformte Bauteile wäre eine Auslegung mit unterschiedlichen Federkonstanten für die Schnapphaken vorstellbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen der erste Schnapphaken und/oder der zweite Schnapphaken einen ersten respektive einen zweiten Arm, wobei jeweils am distalen Ende des ersten respektive zweiten Arms seitlich eine erste Rastnase respektive eine zweite Rastnase derart angeordnet ist, dass die erste Rastnase respektive die zweite Rastnase bei auf der Hutschiene montiertem Bauteil, die Hutschiene hintergreifen kann. Vorzugsweise weist der erste Arm respektive der zweite Arm eine Länge zwischen 3mm und 20mm, vorzugsweise zwischen 5mm und 15mm, auf. In Varianten kann die Länge auch grösser oder kleiner als besagte Bereiche sein. Durch die Wahl der Länge des ersten respektive zweiten Arms kann die Federkraft besonders gut in ein Verhältnis zur Stabilität und des Federwegs gesetzt werden. Versuche haben gezeigt, dass in der Optimierung der verschiedenen Parameter diese Abmessungen von besonderem Vorteil sind. In Varianten kann je nach Materialwahl respektive je nach Anforderungen an die Stabilität und die Federkraft der erste respektive zweite Arm auch eine andere Länge aufweisen.
Vorzugsweise weist der Schnapphaken eine Baubreite auf, welche geringer ist, als die Baubreite des Grundkörpers. In Varianten kann der Schnapphaken auch dieselbe Baubreite wie der Grundkörper aufweisen. Vorzugsweise weist der Grundkörper eine Breite zwischen 5mm und 50mm, vorzugsweise zwischen 10mm und 30mm auf, wobei die Baubreite des Grundkörpers grösser ist, als diejenige des Schnapphakens. Dies sorgt für mechanischen Schutz des Schnapphakens im montierten Bauteil, da der Schnapphaken dann nicht in Kontakt mit benachbarten Einbaugeräten kommen kann. Ebenso ist der Schnapphaken bei nicht montiertem Bauteil vor mechanischen Einwirkungen (z.B. Transport oder Lagerung) geschützt, wenn er weniger breit als der Grundkörper ist. Bei beschränktem Platzangebot (z.B. bei bereits vielen montierten Einbaugeräten auf der Flutschiene) gestalten sich Montage und Demontage einfacher, da der Grundkörper mehr Platz beansprucht als der Schnapphaken und somit eine Art Führung darstellt. Dadurch wird der Schnapphaken nur in der vorgesehenen Richtung ausgelenkt und nicht etwa noch seitlich dazu belastet oder gar abgebrochen. In Varianten kann die Baubreite des Schnapphakens auch kleiner als 5mm oder grösser als 50mm sein.
Vorzugsweise weist der erste Arm respektive der zweite Arm dieselbe Baubreite auf wie der Schnapphaken eine Breite zwischen 2mm und 20mm, vorzugsweise zwischen 5mm und 15mm.
Die Rastnase am freien (distalen) Ende des Arms eines Schnapphakens ist so geformt, dass der Flaken bei montiertem Bauteil mit der Flutschiene eine formschlüssige Verbindung eingeht. Vorzugsweise sind beide federnden Elemente als solche Schnapphaken mit distalen Rastnasen ausgebildet. In diesem Fall können sie beispielsweise direkt als Teil des Grundkörpers konzipiert werden, wodurch sich die Produktion besonders einfach gestaltet.
Es sind mehrere Formen für die Rastnasen vorstellbar. Besonders bevorzugt ist es, die Fläche, mit der letztendlich der Formschluss mit der Hutschiene erreicht wird, so auszulegen, dass sie parallel zur Kontaktfläche mit der Hutschiene ist, wenn das Bauteil montiert ist. Dies sorgt für den besten Formschluss, erfordert aber bei sonst gleicher Auslegung des Schnapphakens etwas höhere Füge- und Lösekräfte, als eine etwas geneigte oder abgerundete Fläche. Auf diese Ausbildung kann auch verzichtet werden.
Vorzugsweise weist die Rastnase an einem Distalen Bereich eine Abschrägung auf, womit beim Einrasten der Rastnase durch die Abschrägung eine Hutschiene in dem Aufnahmeraum geklemmt werden kann. Damit kann das Bauteil zusätzlich zum Formschluss auch kraftschlüssig gehalten werden. Damit kann verhindert werden, dass das Bauteil an der Hutschiene wackelt.
Dem Fachmann sind auch andere Formgebung des distalen Bereichs der Rastnase bekannt. Die Abschrägung muss nicht zwingend linear sein, sondern kann auch konvex oder konkav gewölbt, gestuft oder anderweitig geformt sein. Anderseits kann auf die Abschrägung auch verzichtet werden.
Besonders bevorzugt ist es, die distalen Enden der Schnapphakenarme so auszulegen, dass am distalen Ende eines Schnapphakenarms seitlich zwei Rastnasen ausgebildet sind, die gerade so weit voneinander entfernt sind, dass der abgewinkelte Teil der Hutschiene (die „Hutkrempe“) einer TH35 Schiene dazwischen liegen kann. Diese Ausführungsform ermöglicht einen festen Halt des Bauteils im montierten Zustand. Auf die aufzuwendende Kraft beim Montieren und Demontieren hat diese Ausführungsform keinen Einfluss.
Eine Variante dieser Ausführungsform umfasst als federndes Element eine Druckfeder wie zum Beispiel eine klassische Spiralfeder, welche am Grundkörper befestigt ist und deren Federbewegung parallel zu den abgewinkelten Enden der Hutschiene verläuft, wobei am hutschienenseitigen Ende der Feder eine Rastnase befestigt ist, mit der ein Formschluss mit der Hutschiene erreicht werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste feste Anschlag als ein erster, der ersten Rastnase gegenüberliegender Fortsatz am distalen Ende des ersten Arms ausgebildet, wobei der Fortsatz bei der maximal gewünschten Auslenkung an einem den Aufnahmeraum begrenzenden Wandteil des Grundkörpers anschlägt. Damit kann in einfacher Weise, bei vorgegebener Form des Grundkörpers, ein Auslenkweg des federnden Elements definiert werden.
Der direkt am federnden Element ausgebildete Fortsatz schränkt die Bewegung in Richtung der Verbiegung ein. Die Vorteile einer solchen Einschränkung sind weiter oben bereits diskutiert worden.
In einer Variante dieser Ausführungsform wird der Fortsatz nicht an einem Arm eines Schnapphakens ausgebildet sondern in dem Bereich des Grundkörpers, in dem sich der Schnapphaken bewegen kann. Das Wirkungsprinzip für den Benutzer ist bei beiden Varianten gleich. Welche Variante gewählt wird, kann von der gewünschten Produktionsmethode abhängen.
Vorzugsweise ist an dem ersten Arm und/oder dem zweiten Arm ein erster Flohlraum respektive ein zweiter Flohlraum ausgebildet, welcher insbesondere als durchgehender Flohlraum ausgebildet ist.
In dieser Form liegt der Schnapphaken quasi doppelarmig vor, beide Teilarme sind an ihrem distalen Ende über die Rastnase verbunden. Beim Einrasten des Bauteils werden sie beide gleichzeitig in die gleiche Richtung ausgelenkt und elastisch verformt. Da durch die spezielle Konstruktion des Flohlraumes nicht beide Teilarme exakt gleich geformt sind, entsteht unter Krafteinwirkung ein unterschiedliches Biegeverhalten für jeden Teilarm. Damit werden im Grunde zwei Federelemente mit leicht verschiedenen Federkonstanten und Kennlinien kombiniert. Dies erlaubt eine feine Einstellung des gewünschten Verhaltens des gesamten federnden Elements (in diesem Fall des Schnapphakens). Die Haptik bei Bedienung des Klemmmechanismus lässt sich damit über das Design der Teilarme respektive der Form des Flohlraums der Schnapphaken gut kontrollieren.
Eine Variante dieser Ausführungsform umfasst einen nicht durchgehenden Flohlraum. Der Arm des Schnapphakens hat dann lediglich ein oder mehrere Vertiefungen. Es wird dann weniger Material bei fast gleichem Elastizitätsverhalten benötigt. Für kleine Bauteile mag die Materialeinsparung vernachlässigbar klein sein. Für grössere Bauteile und vor allem sehr grosse Stückzahlen, wie dies zum Beispiel bei Relaissockeln oder dergleichen der Fall ist, ist die Materialeinsparung von Relevanz.
Vorzugsweise umfasst das Bauteil einen Grundkörper, wobei der erste Arm und/oder der zweite Arm in einer Vertiefung des Grundkörpers derart angeordnet sind, dass die erste Rastnase respektive die zweite Rastnase über den Grundkörper übersteht.
Dies schafft im Grundkörper einen Bereich, in dem der Schnapphaken sich bewegen kann. Die „Tiefe“ dieses Bereichs, d.h. dieser Vertiefung, hängt davon ab, wie lang der Schnapphaken ausgelegt werden soll. Durch die Tiefe der Vertiefung kann insbesondere ein Hebelarm eines Schnapphakens länger ausgebildet sein, womit bei gleicher Auslenkung ein kleineres Biegemoment auf den Arm des Schnapphakens wirken kann. Dies hat wiederum den Vorteil, dass der Schnapphaken schonender bewegt wird, womit die Lebensdauer des Schnapphakens - als vorzugsweise einziges bewegbares Teil des Bauteils - und damit des Bauteils als Ganzes verlängert werden kann. Weiter kann damit auch bei relativ hartem Material ein Schnapphaken erreicht werden, welcher mit relativ geringer Kraft bei dennoch hoher Stabilität, gut ausgelenkt werden kann. Diese Ausbildung ist schliesslich von besonderem Vorteil, wenn ein Bauteil zur Montage auf einer Hutschiene geschaffen werden soll, welches von Hand auf die Hutschiene montiert respektive von dieser demontiert werden kann. Der Grundkörper bietet in dieser Ausführungsform dem Schnapphaken weiter Schutz, so dass der Schnapphaken wirklich nur bei Montage/ Demontage auf/von der Hutschiene ausgelenkt wird und nicht beispielsweise beim Transport abgebrochen werden kann. Weiter kann die Vertiefung im Grundkörper als Anschlag für den Schnapphaken dienen, womit in einer Ausführungsform kein gesondertes Element zur Bewegungsbeschränkung des Schnapphakens vorgesehen sein muss. In dieser Ausführungsform wird die Bewegung des Schnapphakens durch die Wandung der Vertiefung beschränkt. In weiteren Ausführungsformen kann ein Element zur Bewegungsbeschränkung am Schnapphaken und/oder in der Vertiefung derart angeordnet sein, dass bei der maximalen Auslenkung des Schnapphakens das Element zur Bewegungsbeschränkung am Schnapphaken oder an der Wandung der Vertiefung anschlägt. Dem Fachmann ist klar, dass der Anschlag nicht zwingend in dieser Form ausgebildet sein muss respektive dass auf den Anschlag auch verzichtet werden kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil im Aufnahmeraum ein Stützelement umfasst, welches das Bauteil bei auf der Hutschiene montiertem Bauteil auf der Hutschiene abstützen kann, wobei das Stützelement in geringem Abstand zum federnden Element angeordnet ist.
Das Stützelement kann für eine bessere Lastverteilung des Bauteils im montierten Zustand sorgen. Ohne das Stützelement würde das Bauteil womöglich lediglich durch die Klemmkraft der Schnapphaken an der Hutschiene gehalten. Diese haben allerdings oft recht kleine Auflageflächen. Das Stützelement kann den sicheren Halt des Bauteils unterstützen.
Weiterhin kann das Stützelement als weiterer Anschlag fungieren. Es verhindert, dass das Bauteil bei der Montage weiter als nötig in Richtung der Hutschiene gedrückt wird. Die Schnapphaken können so nicht zu weit verformt werden und nehmen keinen Schaden.
Das Stützelement kann weiter als Führung dienen, womit die Flanke der Hutschiene in Richtung des Schnapphakens geführt wird. Damit kann die Montage des Bauteils auf der Hutschiene weiter vereinfacht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stützelement durch die beiden Vertiefungen, in welchen die Schnapphaken angeordnet sind, begrenzt.
Vorzugsweise ist der Grundkörper des Bauteils aus einem Polymer, insbesondere aus Polyamid ausgebildet. Polyamid ist ein sehr fester Kunststoff, der eine gute Abrieb- und Verschleissfestigkeit aufweist. Dies ist von Vorteil, wenn das Bauteil mehrmals montiert und demontiert werden muss, denn so kann eine lange Lebensdauer des Grundkörpers erreicht werden.
Anstelle von Polyamid kann auch ein Polyester verwendet werden. Zwar ist das Material steifer als Polyamid und die Auslegung der Schnapphaken muss entsprechend angepasst werden, dafür ist Polyester hitzebeständiger. Dies ist bei Anwendungen von Vorteil, wo relativ hohe Temperaturen herrschen.
In weiteren Varianten kann das Bauteil alternativ oder zusätzlich auch einen oder mehrere der folgenden Kunststoffe umfassen: Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polylactat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK) und Polyvinylchlorid (PVC). Weiter können zusätzlich oder alternativ Duroplaste, wie Epoxidharze, Polyurethan, etc. vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist das beanspruchte Bauteil als Relaissockel ausgebildet. Besonders bevorzugt umfasst eine Anordnung einen Relaissockel mit einem Relais.
In Varianten umfasst das Bauteil statt des Relais eine Schmelzsicherung, ein Schutzkontakt oder weitere dem Fachmann geläufige elektronische oder elektrische Elemente.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen:
Fig. 1a eine schematische Darstellung eines Schnittes quer zu einer Flutschienen- Längsrichtung einer ersten Ausführungsform des Bauteils;
Fig. 1b eine schematische Darstellung eines Schnittes gemäss Figur 1a, parallel zur Flutschienenlängsachse;
Fig. 1c eine schematische Detailansicht des Schnapphakens gemäss Figur 1a; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform bei der das federnde Element mit einer Spiralfeder und einer an der Feder befestigten Rastnase (Federdruckstück) ausgebildet ist;
Fig. 3a eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform, bei der der feste Anschlag am Schnapphaken ausgebildet ist;
Fig. 3b eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform der Erfindung, bei der der feste Anschlag am Grundkörper ausgebildet ist;
Fig. 3c eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform der Erfindung, bei der kein fester Anschlag ausgebildet ist. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Abbildung 1a zeigt schematisch das Bauteil 100, welches vorliegend als Relaissockel ausgebildet ist und auf einer Flutschiene 103 montiert werden kann. Auf dem Bauteil 100 ist ein Relais 1 12 angeordnet respektive aufgesteckt. Das Bauteil 100 umfasst einen Grundkörper 102, der symmetrisch zu einer ersten Achse 101a ausgebildet ist, welche senkrecht zur Flutschienenlängsachse nicht gezeigt steht. Der Grundkörper 102 umfasst einen Aufnahmeraum 1 13, in dem eine Flutschiene 103 z.B. vom Typ TH35 Platz findet. Die Flutschiene 103 hat die Form eines nach aussen abgewinkelten „U“ und ist symmetrisch zu Achse 101a aufgebaut. Der Aufnahmeraum 1 13 des Grundkörpers 102 hat nicht notwendigerweise genau die Form des Querschnitts des Profils der Flutschiene 103. Vielmehr umfasst der Grundkörper 102 Bereiche 1 13, in welchen die abgewinkelten Enden der Flutschiene 103 Platz finden. Da die Flutschiene 103 symmetrisch bezüglich der Achse 101a aufgebaut ist, ist auch der am Grundkörper 102 ausgebildete Aufnahmeraum 1 13 symmetrisch zur Achse 101a. Der Grundkörper 102 umfasst in dem Bereich, in dem die abgewinkelten Enden der Flutschiene 103 eingeklemmt werden können, zwei zueinander beabstandete, zur Achse 101 spiegelsymmetrisch angeordnete Vertiefungen 1 14. In diesen Vertiefungen sind zwei spiegelsymmetrisch zur Achse 101a ausgebildete Schnapphaken 104a, 104b angeordnet, welche sich in einer Ebene senkrecht zu den Achsen 101a und 101b bewegen können.
Die Schnapphaken 104a, 104b sind als federnde Teilarme 106,108 an ihrem proximalen Ende jeweils in der Vertiefung 1 14 mit dem Grundkörper 102 verbunden. In der gezeigten Ausführungsform sind die Schnapphaken 104a, 104b und der Grundkörper 102 aus einem Stück gefertigt. Am distalen Ende eines jeden Schnapphakens 104a, 104b sind zwei Rastnasen 1 10a und 1 10b ausgebildet, welche einen „unförmigen Zwischenraum bilden. Dieser ist gerade so gross, dass das die abgewinkelten Enden der Hutschiene 103 darin Platz finden. Die Rastnase 1 10a hintergreift die Hutschiene 103 im eingerasteten Zustand des Bauteils 100. Die Fläche der Rastnase 1 10a, mit der letztendlich der Formschluss mit der Hutschiene 103 erreicht wird, liegt im eingerasteten Zustand des Bauteils 100 parallel zum abgewinkelten Teil des Hutschienenprofils. Dies sorgt für den besten Formschluss. Dem Fachmann ist klar, dass andere Formen für die Rastnase 1 10a z.B. eine etwas geneigte oder abgerundete Fläche möglich sind, welche in etwas geringere Füge- und Lösekräften resultieren.
Die Schnapphaken 104a, 104b umfassen jeweils eine Schrägfläche 1 10c, welche sich an die Rastnase 1 10a anschliesst. Die Schrägfläche 1 10c ist derart ausgebildet, dass der Schnapphaken 1 15 beim nach unten, über die Hutschiene 103 führen, über die Schrägfläche 1 10c nach aussen geführt wird, so dass die Hutschiene 103 in die Vertiefung 1 1 1 einrasten kann.
Jeder der Schnapphaken 104a, 104b umfasst einen ovalen Hohlraum 107, welcher in Richtung der Hutschienenlängsachse ausgerichtet und offen ist. Damit umfasst jeder der Schnapphaken 104a, 104b jeweils zwei Teilarme 106, 107, welche am proximalen Ende am Grundkörper 102 befestigt sind. Durch die Verbindung am distalen Ende durch die Rastnase 1 10a wird der Hohlraum 107 gebildet. Der innere Teilarm 108 ist dabei als derjenige definiert, welcher über die Vertiefung 1 1 1 mit der Hutschiene in Kontakt ist. Am inneren Teilarm 108 sind die Rastnasen 1 10a und 1 10b ausgebildet. Der äussere Arm 106 liegt in etwa parallel zum inneren Teilarm 108, aber weiter entfernt von der Achse 101a. Jeder der Schnapphaken 104a, 104b hat an seinem äusseren Arm 106 einen Fortsatz 105, welcher als Anschlag fungiert, um die maximal mögliche Auslenkung der Schnapphaken 104a, 104b zu beschränken. Wenn einer der Schnapphaken 104a, 104b von der Hutschiene 103 weg ausgelenkt wird, berührt bei einer bestimmten Auslenkung der Fortsatz 105 den Grundkörper 102 in der Vertiefung 1 14. Der Schnapphaken 104a, 104b kann dann nicht mehr weiter ausgelenkt werden. In der gezeigten Ausführungsform ist der Fortsatz 105 zusammen mit dem äusseren Arm 106 aus einem Stück zusammen mit dem Grundkörper 102 gefertigt. Im Aufnahmeraum für die Hutschiene 103 ist ein spiegelsymmetrisch zu Achse 101a angeordnetes Stützelement 109 ausgebildet. Dieses ist ein Teil des Grundkörpers 102 und mit diesem aus einem Stück gefertigt. In der Ausführungsform gezeigt in Abbildung 1 ist im Bauteil 100 ein Relais 1 12 integriert.
Die Schnapphaken 104a, 104b sind derart ausgebildet, dass sich das Bauteil 100 unter Aufwendung einer Kraft zwischen 27N und 29N parallel zur Achse 101a auf der Hutschiene 103 montieren bzw. wieder von dieser lösen lässt. Damit wird erreicht, dass das Bauteil 100 von Hand, das heisst werkzeuglos, montieren und demontieren lässt. Die Wahl eines anderen Materials oder eine andere Auslegung der Teilarmee 106 und 108 der Schnapphaken 104a und 104b resultiert in grössere oder kleinere Füge- und Lösekräfte für das Bauteil 100.
Der Grundkörper ist vorzugsweise aus Polyamid gefertigt. Der Fachmann kann das Material je nach Anwendungsbereich durch beispielweise Polyester oder einen anderen geeigneten Kunststoff ersetzen.
Abbildung 1 b zeigt die gleiche Ausführungsform wie Abbildung 1a, allerdings als Schnittdarstellung entlang der Achse 101c in Abbildung 1. Der Grundkörper 102 ist symmetrisch zur Achse 101a ausgebildet. Der Schnapphaken 104 ist weniger breit ausgebildet als der Grundkörper 102. In der Darstellung in Abbildung 1 b liegen die Arme des Schnapphakens genau hintereinander, weshalb nur der innere Teilarm 108 erkennbar ist. Die am inneren Teilarm 108 ausgebildeten Rastnasen 1 10a und 1 10b sind genauso bereit wie der innere Teilarm 108 des Schnapphakens. Die Rastnasen 1 10a und 1 10b sind durch einen Zwischenraum 1 1 1 voneinander getrennt, in dem die Hutschiene nicht gezeigt aufgenommen werden kann. Die Rastnase 1 10a hintergreift die Hutschien im montierten Zustand des Bauteils 100. Der im Schnapphaken ausgebildete Hohlraum 107 ist durch gestrichelte Linien gekennzeichnet. Abbildung 1c zeigt eine einfache Ausführungsform für einen Schnapphaken 104. Der Schnapphaken ist zusammen mit dem Grundkörper 102 aus einem Stück gefertigt. Der Schnapphaken 1 15 umfasst einen Arm 1 16, der am proximalen Ende mit dem Grundkörper 102 verbunden ist. Am distalen Ende des Arms 1 16 sind zwei Rastnasen 1 10a und 1 10b ausgebildet und derart gegenüberliegend angeordnet, dass sie durch einen Zwischenraum 1 1 1 voneinander getrennt sind. Der Arm 1 16 wird beim Montieren respektive Demontieren des Bauteils 100 in die Position 1 16‘ ausgelenkt. Im montierten Zustand hintergreift die Rastnase 1 10a die Hutschiene 103, welche genau in den Zwischenraum 1 1 1 passt. Die Rastnasen 1 10a und 1 10b umgreifen die Hutschiene 103 dabei formschlüssig. Der Rastnase 1 10b liegt ein Stützelement 109 gegenüber, welches als ein Teil des Grundkörpers 102 ausgebildet ist.
Abbildung 2 zeigt eine Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform des Bauteils 200, welcher auf einer Hutschiene 103 montiert werden kann. Das Bauteil umfasst einen Grundkörper 202, welcher einen zylindrisch geformten Kanal 201 aufweist, welcher parallel zur Achse 203 verläuft. Im Kanal 201 ist eine Spiralfeder 202 angeordnet, welche in einer Richtung parallel zur Achse 210 ausgelenkt bzw. gestaucht werden kann. Die Spiralfeder 202 ist an einem Ende fest im Grundkörper 202 verankert ist. Am anderen Ende der Spiralfeder 202 ist ein zylindrischer Zapfen 204 befestigt. Der Kanal 201 hat den gleichen Durchmesser wie der Zapfen 204 bis zum Punkt 203, wo sich der Durchmesser stufenartig verringert. Dadurch kann sich der Zapfen 204 bei der Federbewegung der Spiralfeder 202 bis zum Punkt 203 durch den Kanal 201 bewegen. Der Punkt 203, an dem sich der Durchmesser des Kanals stufenartig verjüngt fungiert damit als Anschlag, welcher die Bewegung des Zapfens 204 beschränkt. Am Zapfen 104 sind zwei Rastnasen 205a und 205b ausgebildet. Beim Einrasten des Bauteils 200 auf der Hutschiene 103 wird der Zapfen 204 durch Druck auf die Rastnase 205b in den Kanal 201 gedrückt - gezeigt durch die gestrichelte Linie -, wobei der Anschlag 203 diese Bewegung unter Umständen beschränkt, und rastet dann auf dem abgewinkelten Teil der Hutschiene 103 ein, wobei die Hutschiene 103 dann im konkaven Hohlraum 206 des Zapfens 204 zu liegen kommt und beide Rastnasen 205a und 205b die Hutschiene 103 formschlüssig umgeben. Dem Zapfen 204 gegenüber befindet sich ein Stützelement 109, welches das Bauteil 200 im montierten Zustand auf der Hutschiene 103 abstützt. Abbildung 3a zeigt eine Teildarstellung einer Ausführungsform des Bauteils 100, welches auf einer Hutschiene 103 montiert werden kann. Das Bauteil 100 umfasst einen Grundkörper 102. mit einer Vertiefung 301, in welcher ein Schnapphaken 104 angeordnet ist, welcher sich in einer Ebene senkrecht zu den Achsen 101a und 101 b bewegen kann. Der Schnapphaken 104 umfasst einen länglichen, spaltförmigen Hohlraum 107, welcher in Richtung der Hutschienenlängsachse offen ist, etwa halb so breit wie der Schnapphaken
104 ist, und in seiner Form etwa der Kontur des Arms des Schnapphakens folgt. Damit umfasst der Schnapphaken 104 jeweils zwei federnde Teilarme 106, 108, welche sowohl am proximalen Ende am Grundkörper 102 als auch am distalen Ende durch die Rastnase 1 10a miteinander verbunden sind. Der innere Teilarm 108 ist dabei als derjenige definiert, welcher über die Vertiefung 1 1 1 mit der Hutschiene 103 in Kontakt ist, also der Symmetrieachse 101a näher liegt. Am distalen Ende des inneren Teilarms 108 sind die Rastnasen 1 10a und 1 10b ausgebildet, welche einen „unförmigen Zwischenraum bilden. Dieser ist gerade so gross, dass das Profil der Hutschiene 103 darin Platz findet. Die Rastnase 1 10a hintergreift die Hutschiene im eingerasteten Zustand des Bauteils 100. Der äussere Teilarm 106 liegt in etwa parallel zum inneren Teilarm 108, aber weiter entfernt von der Achse 101a. Der Schnapphaken 104 hat an seinem äusseren Teilarm 106 einen Fortsatz 105, welcher als Anschlag fungiert, um die maximal mögliche Auslenkung des Schnapphakens 104 zu beschränken. In der gezeigten Ausführungsform ist der Fortsatz
105 zusammen mit dem äusseren Teilarm 106 aus einem Stück mit dem Grundkörper 102 gefertigt. Im Aufnahmeraum für die Hutschiene 103 ist ein spiegelsymmetrisch zu Achse 101a angeordnetes Stützelement 109 ausgebildet. Dieses ist ein Teil des Grundkörpers 102 und mit diesem aus einem Stück gefertigt.
Abbildung 3b zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung gemäss Abbildung 3a. Der Schnapphaken 104 hat an seinem äusseren Teilarm 106 keinen Fortsatz ausgebildet. Stattdessen ist im Bereich 301 des Grundkörpers 102 in dem sich der Schnapphaken bewegen kann, ein Fortsatz 302 ausgebildet, welcher die gleiche Funktion des Anschlags 105 in der Ausführungsform in Abbildung 3a erfüllt, nämlich die maximale Auslenkung des Schnapphakens 104 zu limitieren. Der Fortsatz 302 ist als ein Teil des Grundkörpers 102 mit diesem zusammen aus einem Stück gefertigt. Die in Abbildung 3c gezeigte, weitere Ausführungsform ist wie die Ausführungsformen aus Abbildung 3a und 3b aufgebaut. Allerdings ist weder am Teilarm 106 noch am Grundkörper 102 im Bereich 301 ein Fortsatz ausgebildet. Die Bewegung des Schnapphakens 104 ist hier nicht mechanisch durch ein festes Element limitiert, sondern erfolgt durch entsprechende Wahl der Elastizität des Materials des Bauteils und entsprechende geometrische Auslegung der federnden Teilarme 106 und 108.
Dem Fachmann ist klar, dass das Relais 1 12 durch ein anderes geläufiges elektronische oder elektrische Elemente - wie z.B. eine Schmelzsicherung oder ein Schutzkontakt - ersetzt werden kann. Zusammenfassend ist festzustellen, dass ein Bauteil bereitgestellt wird, welches sich mittels federnder Schnapphaken auf einfache und intuitive Weise, insbesondere werkzeuglos an einer Flutschiene montieren und demontieren lässt. Die Flerstellung ist kostengünstig, da die Schnapphaken zusammen mit dem Grundkörper aus einem Stück gefertigt werden können. Das Bauteil kann mit einem Relais und anderen elektronischen Elementen bestückt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Bauteil, insbesondere ein Reiheneinbaugerät, besonders bevorzugt ein Relaissockel, wobei an dem Bauteil ein Aufnahmeraum für die teilweise Aufnahme einer Hutschiene ausgebildet ist, wobei in dem Aufnahmeraum ein erstes federndes Element ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Aufnahmeraum ein zweites federndes Element ausgebildet ist, wobei das erste federnde Element dem zweiten federnden Element gegenüberliegt, und wobei insbesondere, bei auf der Hutschiene montiertem Bauteil, das erste federnde Element und das zweite federnde Element die Hutschiene hintergreifen können.
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste federnde
Element spiegelsymmetrisch zum zweiten federnden Element ausgebildet ist.
3. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Auslenkung des ersten federnden Elements und/oder des zweiten federnden Elements in Richtung der Federbewegung durch einen ersten festen Anschlag respektive einen zweiten festen Anschlag begrenzt ist.
4. Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine, für die maximale Auslenkung des ersten federnden Elements und/oder des zweiten federnden Elements in Richtung der Federbewegung aufzuwendende Federkraft kleiner als 150 N, vorzugsweise kleiner als 100 N, insbesondere bevorzugt kleiner als 50 N ist.
5. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste federnde Element und/oder das zweite federnde Element einen ersten Schnapphaken respektive einen zweiten Schnapphaken umfasst.
6. Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schnapphaken und/oder der zweite Schnapphaken einen ersten Arm respektive einen zweiten Arm umfasst, wobei an einem ersten distalen Ende des ersten Arms respektive an einem zweiten distalen Ende des zweiten Arms seitlich eine erste Rastnase respektive eine zweite Rastnase derart angeordnet ist, so dass die erste Rastnase respektive die zweite Rastnase bei auf der Hutschiene montiertem Bauteil, die Hutschiene hintergreifen kann.
7. Bauteil nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste feste Anschlag als ein erster, der ersten Rastnase gegenüberliegender Fortsatz am ersten Arm ausgebildet ist und wobei der Fortsatz bei der maximalen Auslenkung an einem den Aufnahmeraum begrenzenden Wandteil anschlägt.
8. Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Arm und/oder der zweite Arm einen ersten Hohlraum respektive einen zweiten Hohlraum umfasst, welcher insbesondere als durchgehender Hohlraum ausgebildet ist.
9. Bauteil nach Anspruch 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil einen Grundkörper umfasst, wobei der erste Arm und/oder der zweite Arm in einer Vertiefung des Grundkörpers derart angeordnet sind, dass die erste Rastnase respektive die zweite Rastnase über den Grundkörper übersteht.
10. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das
Bauteil im Aufnahmeraum ein Stützelement umfasst, welches das Bauteil bei auf der Hutschiene montiertem Bauteil auf der Hutschiene abstützen kann, wobei das Stützelement in geringem Abstand zum federnden Element angeordnet ist.
1 1. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei, vorzugsweise der gesamte Grundkörper des Bauteils aus einem Polymer, insbesondere aus Polyamid ausgebildet ist.
12. Anordnung umfassend ein Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 und ein Relais.
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DE202011051784U1 (de) * 2011-10-27 2013-01-28 Sick Ag Gehäuse
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