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Derartige
Geräte
sind an sich in verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Zur Abdichtung
der elektrischen Kontakte dienen im allgemeinen axiale Dichtungen
zwischen dem Modulunterteil und dem Moduloberteil. Mittels Befestigungsvorrichtungen
wird die Dichtkraft zwischen dem Moduloberteil und dem Modulunterteil
erzeugt.
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Es
ist bei einem gattungsgemäßen Gerät auch bekannt,
mittels O-Ringen zwischen Steckervorsprüngen und Steckerbuchsen der
Geräte
eine radiale Dichtkraft zu erzeugen. Diese Anordnung verzichtet
auf zusätzliche
Befestigungsvorrichtungfen zwischen den Moduloberteilen und den
Modulunterteilen. Sie ist aber hinsichtlich der erzielbaren Dicht- und
Haltekräfte
zwischen den beiden Elementen als problematisch anzusehen.
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Von
daher sollten Befestigungsvorrichtungen zwischen den Moduloberteilen-
und den Modulunterteilen vorgesehen sein, die insbesondere auch
eine leichte Demontage der aufgrund der vorzusehenden Dichtungen
oftmals nur schwer voneinander zu trennenden Oberteile von den Unterteilen
der Module erlauben.
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Das
Lösen dieses
Problems ist die Aufgabe der Erfindung.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
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Danach
weist die Befestigungsvorrichtung ein bewegliches Schieberelement
auf, das mit wenigstens einer Auflaufschräge versehen ist, welche beim
Lösen der
Befestigungsvorrichtung das Moduloberteil vom Modulunterteil anhebt,
was insbesondere die Demontage erleichtert. Dies gilt insbesondere
bei Modulen in abgedichteter Ausführung, da durch die Auflaufschräge nach
Art einer Keilwirkung die Dichtung gelockert und das Abnehmen des
Moduloberteils vom Modulunterteil erleichtert wird.
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Bevorzugt
ist das Schieberelement entweder in einem Gehäuse des Moduloberteils oder
in einem Gehäuse
des Modulunterteils des Moduls angeordnet. Beide Varianten sind
denkbar, obwohl die Anordnung in der an einer Unterlage gesicherten
Modulunterteils vorteilhafter erscheint, um eine genügende Kraft
auf das Schieberelement ausüben
zu können, um
das Moduloberteil vom Modulunterteil zu lösen. Besonders vorteilhaft
weist das korrespondierende Modulunter- oder -oberteil korrespondiere
Auflaufschrägen
zu den Auflaufschrägen
des Schieberelementes auf, um die Keilwirkung zu erhöhen.
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Konstruktiv
kostengünstig
und einfach zu realisieren ist eine Variante, bei welcher das Schieberelement
Federelemente aufweist, welche sich an Widerlagern des Moduls abstützen. Insbesondere
ist es zweckmäßig, dass
das Schieberelement einen Rahmen aufweist, der an wenigstens einer
Innenseite mit Federelementen, hier Federbeinen, versehen ist, wobei
Stiften als die Widerlager dienen.
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Es
ist auch besonders vorteilhaft, wenn das Schieberelement mit wenigstens
einem Hakenabschnitt versehen ist, der aus dem Gehäuse – insbesondere
des Moduloberteils- oder
der -unterteils – nach
außen
vorsteht und mit einem weiteren Hakenabschnitt am korrespondierenden
Gehäuse
des korrespondierenden Modulunterteils oder -oberteils zusammenwirkt,
um das Moduloberteil am Modulunterteil zu verriegeln. Dabei ist
es ferner zweckmäßig, wenn
an den Rahmen wenigstens ein Arm angeformt ist, der den Hakenabschnitt
aufweist.
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Eine
besonders einfache Möglichkeit,
das Schieberelement mit den Auflaufschrägen zu betätigen, bietet sich, wenn der
Arm aus dem Gehäuse nach
außen
vorsteht und einen Betätigungsabschnitt zum
Betätigen
des Schieberelementes mittels eines Betätigungswerkzeugs, insbesondere
eines Schraubendrehers aufweist.
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Dabei
bietet es sich an, wenn die Auflaufschrägen am Moduloberteil- und am
Modulunterteil derart ausgebildet sind, dass sie beim Aufsetzen
des Moduloberteils auf das korrespondierende Modulunterteil aufeinandertreffen
und aneinander abgleiten, wobei das Schieberelement seitlich verschoben
und ausgelenkt wird, bis sich die Hakenabschnitte am Moduloberteil
und Modulunterteil schnappend unter Entspannung der Federelemente
des Schieberelementes hintergreifen.
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Bevorzugt
sind die Dichtvorrichtungen als Dichtkappen ausgebildet. Diese weisen
wiederum bevorzugt jeweils einen zylindrischen Abschnitt mit an
dessen Innenumfang und/oder Außenumfang
angeformten, die Dichtwirkungen verbessernden Umfangsdichtlippen
auf. Sie können
ferner mit einem Deckelabschnitt mit Öffnungen versehen sein, die beispielsweise
als Schlitze oder Bohrungen ausgebildet sein können. Dichtkappen sind zwar
teurer als die im Stand der Technik zum Beispiel vorgeschlagenen O-Ringe.
Damit wird einerseits das Prinzip der axialen Dichtung zwischen
dem Modulunterteil und dem Moduloberteil genutzt. Dieses wird vorteilhaft
ergänzt durch
eine radiale Dichtkraft. Ergänzend
wird das Prinzip einer zuverlässigen
und bewährten
Arretierung der Moduloberteile an den Modulunterteilen mittels Befestigungsvorrichtungen
eingesetzt.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind den übrigen
Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug
auf die Zeichnung näher
beschrieben. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Draufsicht
auf ein erstes Gerät
während
der Montage;
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2 eine zweite perspektivische
Ansicht eines Gerätes
nach Art der 1 in einer
Ansicht von unten;
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3 eine perspektivische Ansichten
eines weiteren Modulunterteils;
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4 eine perspektivische Ansicht
eines Schieberelementes für
das Modulunterteil aus 3;
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5 mehrere aneinandergereihte
und ein noch anzureihendes Modulunterteil in perspektivischer Ansicht;
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6 eine perspektivische Ansicht
eines Moduloberteils für
das Modulunterteil aus 3;
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7a,b zwei das Lösen eines Modulunterteils vom
Moduloberteil veranschaulichende Montageschritte.
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Begriffe
wie „oben", „unten", „vorne" oder „hinten" und dgl. beziehen
sich lediglich auf die Einbausituation der in den Fig. dargestellten
Ausführungsbeispiele
und sind nicht einschränkend
zu verstehen.
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1 zeigt ein modulartiges
elektrisches Gerät 1,
welches aus einer Mehrzahl aneinanderreihbarer Module 2, 3 besteht,
welche jeweils ein Modulunterteil 2a, 3a und ein
Moduloberteil 2b, 3b aufweisen. Die Moduloberteile 2b, 3b sind
an ihrer Oberseite mit einer Mehrzahl von Anschlüssen 4 zum Anschluss
von Sensoren Aktoren, Initiatoren und/oder dgl. versehen.
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Das
elektrische Gerät
erfüllt
hier beispielsweise zumindest die Normen IP65 oder IP67 oder ein höhere Norm,
d.h., es ist entsprechend dieser Norm beispielsweise gegen das Eindringen
von Feuchtigkeit und/oder Staub geschützt.
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Zunächst werden
auf einer Unterlage, beispielsweise einer Wandung einer Maschine,
die Modulunterteile 2a, 3a, ... aneinandergereiht
und z.B. an der Unterlage festge schraubt, so dass sie eine mechanisch
durchgängige
Basis zur Befestigung der Moduloberteile 2b, 3b ausbilden,
an welche sich an einem Ende der Basis z.B. ein (hier nicht dargestelltes)
Gateway oder dgl. anschließen
kann. Sodann werden auf die Modulunterteile 2a, 3a,
jeweils die Moduloberteile 2b, 3b usw. aufgesetzt.
Die Modulunterteile 2a, 3a gewährleisten insbesondere den
sicheren mechanischen Halt der Moduloberteile 2b, 3b.
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Sowohl
die Moduloberteile 2b, 3b, ... als auch die Modulunterteile 2a, 3a,
... weisen hier jeweils in Draufsicht eine rechteckige Grundform
auf. An den Modulunterteilen 2a, 3a, ... sind
dabei jeweils an einem der Eckbereiche ein seitlicher Vorsprung 5 und
an einem benachbarten Eckbereich eine Ausnehmung 6 ausgebildet,
so dass sich eine Art seitlicher Versatz eines Randbereiches der
Modulunterteile 2a, 3a zum restlichen Modulunterteil
ergibt, wobei die Vorsprünge 5 und
die Ausnehmungen 6 miteinander korrespondierende Formgebungen
aufweisen, derart, dass jeweils die Vorsprünge 5 der Modulunterteile – z.B. 2a – in die
Ausnehmungen 6 eines jeweils benachbarten Modulunterteils – z.B. 3a – eingreifen.
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Die
Vorsprünge 5 und
Ausnehmungen 6 sind hier jeweils abgerundet ausgebildet.
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Nach 1 sind an die Seiten der
Modulunterteile 2a, 3a jeweils nach oben vorkragende
Stifte 7 angeformt, welche zum Eingriff in eine korrespondierende
Bohrung 8 wiederum jeweils benachbarter Modulunterteile 2a, 3a dienen
und derart benachbarte Modulunterteile 2a, 3a vor
dem Festschrauben an der Unterlage ausrichtet und gegen ein Auseinanderziehen
sichert.
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Auf
den Modulunterteilen 2a, 3a, ... sind jeweils
zwei nebeneinanderliegende Steckervorsprünge 9, 10 ausgebildet,
welche senkrecht nach oben von den Modulunterteilen 2a, 3a vorstehen
und jeweils eine Mehrzahl elektrischer Buchsenkontakte 11 aufweisen.
Korrespondierende Buchsenkontakte 11 der jeweils benachbarten
Steckervorsprünge 9, 10 sind
hier jeweils elektrisch leitend miteinander verbunden. Typischerweise
dient ein Teil der Buchsenkontakte 11 zur Spannungsversorgung
im Gerät
bzw. für
anzuschließende
Sensoren oder dgl. und ein anderer Teil zur Datenübertragung
im Gerät.
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Die
Moduloberteile – z.B. 3b – sind so
dimensioniert, dass sie jeweils den einen der Steckervorsprünge – 9 – ihres
eigenen Modulunterteils – also z.B. 3a – und jeweils
einen der Steckervorsprünge – 10 – auf dem
Vorsprung 5 des jeweils einen benachbarten Modulunterteils – also z.B. 2a – übergreifen.
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Gemäß 2 weisen die Moduloberteile 2b, 3b an
ihrer Unterseite jeweils zwei benachbarte Steckerbuchsen 12, 13 auf,
welche zur Aufnahme der zwei Steckervorsprünge 9, 10 dienen
und Stiftkontakte 14 aufweisen, welche zum Eingriff in
die Buchsenkontakte 11 der Steckervorsprünge 9, 10 dienen. Auf
diese Weise wird eine Weiterleitung von Daten und Versorgungsspannungen
von Modul zu Modul realisiert.
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Zur
Gewährleistung
der benötigten
Schutzklasse sind die elektrische Verbindungen zwischen den Modul-
unter- und -oberteilen 2a, 2b; 3a, 3b mittels
einer Dichtkappe 15 gegeneinander abgedichtet.
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Zum
Erreichen einer genügenden
axialen Dichtkraft und einer genügenden
Rüttelsicherheit werden
mittels einer Befestigungsvorrichtung – zum Beispiel mit Schrauben 20a, b (1, 2) oder hier bevorzugten, clipsartigen
Elementen 26 – die
Moduloberteile 2b, 3b jeweils mittels einer Kraft
F an den zugehörigen
Modulunterteilen 2a,3a befestigt, derart, dass
eine Axialkraft zwischen den beiden Elementen wirkt, aus der eine
genügend
große
Dichtwirkung am Deckelabschnitt 18 bzw. zwischen den Steckervorsprüngen 9, 10 und
den Steckerbuchsen 12, 13 resultiert. Die Befestigungsvorrichtungen 20 halten
die Moduloberteile 2b, 3b derart auf den Modulunterteilen 2a, 3a,
dass sich diese nicht unbeabsichtigt – beispielsweise infolge von
Rüttelbeanspruchungen – lösen können.
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Ergänzend wirkt
zwischen den Stecker- und Buchsenteilen, d.h., zwischen den Steckervorsprüngen 9, 10 und
den Steckerbuchsen 12, 13 nicht nur eine axiale
Dichtkraft sondern vorteilhaft auch eine Dichtkraft in radialer
Richtung. Gerade die Kombination aus axialer Dichtkraft, unterstützt durch
die Befestigungsvorrichtungen und aus radialer Dichtkraft am Umfang
der Dichtkappe 15 bewirkt eine optimale Dichtig- und Festigkeit
der Anordnung.
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Nach 3 sind anstelle der Abstützstifte 7 an
die aneinander liegenden Seiten der Modulunterteile 2a, 3a,
... jeweils zwei (wenigstens einer) hier voneinander beabstandete,
puzzleartige Vorsprünge 21 angeformt,
welche zum Eingriff in auf der gegenüberliegenden Seite eines benachbarten
Modulunterteils 2a, 3a,... ausgebildete korrespondierende
puzzleartige Ausnehmungen 22 ausgebildet sind. Dies richtet
die Modulunterteile 2a, 3a, ... beim Aneinanderreihen
und Montieren jeweils zweifach aus und hält sie, bevor sie an einer
Unterlage – z.B.
mittels zwei Schrauben – festgeschraubt
werden können. Derart
werden Positionsabweichungen bei der Montage sicher und auf einfache
Weise vermieden.
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Das
Modulunterteil 2 der 3 umfasst
ein Gehäuse 23 aus
einer Grundplatte 24 und einem Deckel 25, wobei
im Gehäuse 23 als
Befestigungsvorrichtung ein clipsartiges Schieberelement 26 verschieblich
angeordnet ist, das zur Verriegelung sowie zur Entriegelung der
Moduloberteile 2b, 3b, ... an den Modulunterteilen 2a, 3a,
... dient.
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Das
Schieberelement 26 besteht bevorzugt aus einem Kunststoff
mit elastischen Eigenschaften. Es weist – siehe 4 – einen
hier rechteckigen Rahmen 27 auf, der an zwei seiner Innenseiten
mit Federelementen, hier Federbeinen, 28 versehen ist. Nach 4 sind an die Rahmeninnenseite
beispielhaft drei Federbeine 28 an zwei verschiedenen Seiten
angeformt.
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Die
Federbeine 28 liegen im montierten Zustand an – hier wiederum
korrespondierend beispielhaft drei -Abstützstiften 29 (pins)
an, welche von der Grundplatte 24 aus senkrecht nach oben
vorkragen. Die Abstützstifte 29 dienen
als Widerlager für
die Federbeine 28.
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An
zwei voneinander abgewandte Außenseiten
des Rahmens 27 sind ferner zwei Arme 30, 31 angeformt,
welche jeweils mit hier zwei senkrecht nach oben vorkragenden Ha ken 32 versehen
sind, die durch Aussparungen 33, 34 im Deckel 25 des
Gehäuses 23 des
Modulunterteils 2a, 3a, ... aus diesem vorstehen
(5).
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Einer
der Arme 30, 31 steht aus dem Gehäuse 23 des
Modulunterteils 2 an einer Außenseite senkrecht zur Anreihrichtung
der Modulunterteile 2a, 3a, ... nach außen vor
und weist in dem nach außen vorstehenden
Bereich einen Betätigungsabschnitt 35 auf,
welcher hier mit einer Ausnehmung 44 zum Ansetzen eines
Schraubendrehers 36 versehen ist.
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Das
Moduloberteil der 6 weist
ebenfalls ein Gehäuse 37 auf,
welches eine Grundplatte 38 und einen Deckel 39 umfasst.
Von der Grundplatte 38, welche in der Montagestellung zum
Modulunterteil 2 orientiert ist, stehen zwei zueinander
beabstandete Hakenabschnitte 39 vor, welche korrespondierend
zu den Haken des Modulunterteils geformt und gegensinnig zu diesen
ausgerichtet sind.
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Sowohl
die Hakenabschnitte 39 als auch die Arme sind jeweils mit
wenigstens einer Auflaufschräge 40, 41, 42, 43 versehen,
welche korrespondierend zueinander ausgebildet und derart angeordnet
sind, dass sie beim Montieren der Moduloberteile auf den Modulunterteilen
aneinander zu Anlage kommen.
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Damit
sind die Montage und die Demontage des Moduloberteils denkbar einfach.
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Beim
Aufsetzen des Moduloberteils 2b, 3b, .... auf
das Modulunterteil 2a, 3a, ... treffen zunächst die
Auflaufschrägen 40, 41, 42, 43 aufeinander
und gleiten aneinander ab. Dabei wird das Schieberelement 26 im
Gehäuse 23 des
Modulunterteils 2a, 3a, ... seitlich verschobnen
und ausgelenkt, was wiederum die Federarme 28 auslenkt
und an den Abstützstiften 29 anliegend
vorspannt, bis die Hakenabschnitte am Moduloberteil 2 und
Modulunterteil 2a aneinander vorbeigleiten können.
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Sobald
diese Lage erreicht ist, wird das Schieberelement 26 durch
die Federarme 28 in seine Ausgangslage zurückgedrückt und
die Hakenabschnitte 32, 39 des Modulober- und des Modulunterteils
schnappen ineinander, sodass das Moduloberteil 2b, 3b,
... fest auf dem Modulunterteil 2a, 3a, ... verankert
ist, wobei es durch die Dichtkappen 25 in radialer und
axialer Richtung abgedichtet ist.
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Die
Demontage wird mittels eines handelsüblichen Schraubendrehers 45 vorgenommen,
indem die Schraubendreherklinge in die Ausnehmung 44 der
Betätigungsabschnitte 36 des
Schieberelements 26 eintaucht (7a), so dass das Schieberelement beim
Verschwenken des Schraubendrehers 36 im Gehäuse 23 bewegt
wird (7b).
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Dabei
laufen die Auflaufschrägen 41 – 43 des
Modulunterteils 2a, 3a, ... und des Moduloberteils 2b, 3b,
... aneinander ab und das Moduloberteil (7b) wird selbsttätig angehoben, sodass die Dichtkappen
ihre Haltekraft verringern und das Modul leichter abgezogen werden
kann. Insbesondere durch die Anlaufschrägen in Kombination mit der
Federbettätigung
ergibt sich damit eine ausgesprochen einfache und leichte Demontagemöglichkeit.
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- 1
- elektrisches
Gerät
- 2,3
- Module
- 4
- Anschlüsse
- 2a,3a...
- Modulunterteile
- 2b,3b...
- Moduloberteile
- 5
- Vorsprung
- 6
- Ausnehmung
- 7
- Stifte
- 8
- Bohrung
- 9,10
- Steckervorsprünge
- 11
- Buchsenkontakte
- 12,13
- Steckerbuchsen
- 14
- Stiftkontakte
- 15
- Dichtkappe
- 19
- Schlitze
- 20
- Befestigungsvorrichtung
- 21
- Vorsprünge
- 22
- Ausnehmungen
- 23
- Gehäuse
- 24
- Grundplatte
- 25
- Deckel
- 26
- Schieberelement
- 27
- Rahmen
- 28
- Federarme
- 29
- Abstützstifte
- 30,31
- Arme
- 32
- Haken
- 33,34
- Aussparungen
- 35
- Betätigungsabschnitt
- 36
- Schraubendreher
- 37
- Gehäuse
- 38
- Grundplatte
- 39
- Deckel
- 40,41,42,43
- Auflaufschrägen
- 44
- Ausnehmung