DE2913938B2 - Befestigungseinrichtung für ein Gehäuse-Verschlußteil, insbesondere für Schaltkästen mit elektrischen Schalteinrichtungen - Google Patents
Befestigungseinrichtung für ein Gehäuse-Verschlußteil, insbesondere für Schaltkästen mit elektrischen SchalteinrichtungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus dem DE-GM 78 24 594 ist eine Befestigungseinrichtung der gattungsgemäßen Art bekannt, bei der eine
mit einer Vertiefung versehene Hülse an einem Verschlußteil, nämlich dem Deckel, eines elektrischen
Gerätes befestigt ist. Diese Vertiefung wird von einem Befestigungsbolzen durchsetzt, zwischen dessen Kopf
und dem Boden der Vertiefung eine vorgespannte Druckfeder angeordnet ist. Der Befestigungsbolzen
durchsetzt eine entsprechende öffnung im Boden der Hülse. An seinem freien Ende trägt der Befestigungsbolzen
einen zylinderförmigen Querriegel, der zum Festlegen des Verschlußteiles an dem elektrischen
Gerät durch eine Teilkreisdrehung des Befestigungsbolzen hinter entsprechende AnschlagF.ächen am Gerät
gebrecht wird. Mit dieser Befestigungseinrichtung kann nur das Verschlußteil am Gehäuse des Geräts lösbar
befestigt werden.
Aus der DE-PS 9 62 725 ist ein Schnellverschluß für die Gehäuse elektrischer Geräte bekannt, bei dem ein
Befestigungsbolzen eine Bohrung in einem Gehäusedeckel durchsetzt. Der Befestigungsbolzen ist an seinem
äußeren Ende mit einem Betätigungsgriff versehen. An seinem inneren Ende ist ein in Führungsbahnen eines
gehäusefesten Verschlußkörpers mittels einer Teilkreisdrehung einführbarer und festlegbarer Zapfen angebracht.
Zwischen der Innenseite des Deckels und einer lose gegen den Zapfen anliegenden Scheibe ist eine
vorgespannte Druckfeder angeordnet, die beim Festlegen des Verschlußteils durch Eindrehen des Zapfens in
die Führungsbahnen weiter vorgespannt wird, da die als Anschlag dienende Scheibe auf dem Verschlußkörper
verbleibt. Durch diese Feder wird das Verschlußteil nicht gegen das Gehäuse gedrückt, sondern gegen den
Drehgriff des Befestigungsbolzens. Auch diese Befestigungseinrichtung dient nur zur Festlegung eines
Verschiußteils an einem Gehäuse.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Befestigungseinrichtung, mittels derer
bereits eine verkantungsfreie Festlegung des Verschlußteiles auf dem Gehäuse in der Trennebene sichergestellt
ist, so weiterzubilden, daß zugleich auch eine definierte Festlegung eines Konstruktionsteiles im Gehäuse im
Zuge des Verschließens des Gehäuses mit dem Verschlußteil sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1
durch die Merkmale des Kennzeichnungsteiles von Anspruch 1 gelöst. Diese Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung
bewirkt beim Anziehen des Schraubelementes ein Einspannen des am oder im Gehäuse
festzulegenden Konstruktionsteiies, insbesondere einer Leiterplatte, gegen ein gehäusefestes Widerlager.
Gleichzeitig erfolgt über dieses Schraubelement und
eine zwischen seinem Kopf und dem Verschlußteil angeordnete, auch im gespannten Zustand einen
Rest-Federweg aufweisende Druckfeder hoher Federsteifigkeit ein elastischer aber fester, unverkanteter
Andruck des umlaufenden Stirnrandes des Verschlußteiles gegen das abzuschließende Gehäuse. Zusätzlich zu
der senkrecht zur Hauptebene der Leiterplatte erfolgenden Orientierung ihrer Lage im Gehäuse erfolgt
eine Zentrierung im Sinne wenigstens einer gehäusefesten Festlegung in Richtung der beiden Koordinaten in
der LeiterDlatten-Hauptebene.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 7.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung
zeigt in teilweise aufgebrochener Darstellung im Querschnitt einen parallel zur Längsachse an einem
Motorgehäuse befestigten Steuerkasten mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Befestigungseinrichtung,
die oberhalb ihrer Längsachse in unv^rschraubtem Zustand und unterhalb ihrer Längsachse in verschraubtem
Zustand dargestellt ist.
Seitlich unterhalb eines in der Zeichnung in Stirnansicht angedeuteten Motorgehäuses 1 ist das
Gehäuse 2 eines Steuerkastens 3 befestigt, der der Aufnahme von elektro-mechanischen oder elektronischen
Schaltern und elektrischen Steuer- und Regelschaltungen sowie der zugehörigen Leistunjsversorgung
für die Steuerung des Motors dient. Am Boden 4 des in Stirnansicht bzw. Querschnitt dargestellten
Steuerkastens 3 sind großvolumige Bauelemente und Schaltungseinheiten 5, wie Transformatoren, Gkiichrichterbausätze
und Kondensatoren, befestigt. Die elektronischen Schaltungen selbst sind auf einer
Leiterplatte 6 für in gedruckter Schaltung ausgebildet. Die Leiterplatte 6 liegt auf den Stirnenden von Stützen 7
und/oder Stützrippen 8 auf. die aus dem Boden 4 und/oder aus den Seitenwänden 9 des Gehäuses 1
hervorstehen, insbesondere im Guß einstückig mit diesen ausgebildet sind.
Im Interesse einfacher Zugänglichkeit der auf der Leiterplatte 6 angeordneten Bauelemente bzw. Funktions-Schaltungsprüfpunkte
sowie im Interesse eines geräumigen Innenraumes des Gehäuses 2 zur Aufnahme großvolumiger Einheiten 5 erstreckt die Leiterplatte 6
sich parallel zur Trennebene 10 zwischen dem Gehäuse 2 und einem als Deckel dienenden Verschlußteil 11, das
in Richtung auf die Trennebene 10 haubenförmig vorgezogene Ränder 12 zum Übergreifen von auf der
Leiterplatte 6 angeordneten und die Trennebene 10 überragenden Bauteilen 13 aufweist. Eine Befestigungseinrichtung
14 dient gleichermaßen der Zentrierung und Festlegung eines Konstruktionsteiles, hier der Leiterplatte
6, am Gehäuse 2 und des einfach handhabbaren Verschließens der Öffnung des Gehäuses 2 mittels des
haubenförmigen Verschlußteiles 11. Die Befestigungseinrichtung 14 besteht beim dargestellten, bevorzugten
Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus einem schaftmutterähnlichen
Schraubelement 15 mit zylindrischem Kopf 16 samt Schraubendrehereinsenkung 17 an einem
Stirnende des Schaftes 18 und einem zugeordneten Gewindestift 19, der etwa zur Hälfte in das als
Widerlager 20 für die Leiterplatte 6 dienende Stirnende der Stütze 7 eingeschraubt ist. Ein unmittelbar an das
Widerlager 20 anschließender, begrenzter axialer Bereich des aus der Stutze 7 herausragenden Teiles des
Gewindestiftes 19 dient als Zentrierkörper 21 für eine Justierung der Leiterplatte 6 radial zur Längsachse der
Befestigungseinrichtung 14 und ist gewindefrei ausgestaltet,
beispielsweise in glatter zylindrischer oder leicht in Richtung auf das Verschlußteil 11 sich verjüngender
kegelstumpfförmiger Ausgestaltung. An diesen Zentrierkörper
21 schließt sich ein Gewindezapfen 22 an. Diesem ist im schaftmutterähnlichen Schraubelement 15
am vom Kopf 16 abgelegenen Stirnende des Schaftes 18 ein koaxiales Sackloch 23 zugeordnet, das im Stirnbereich
als hohlzylindrische Öffnung 24 mit größerem Querschnitt, als es dem Querschnitt des Zentrierkörpers
21 entspricht, ausgebildet ist und zum Innern des Schaftes 18 hin mit einem Gewinde 25 entsprechend
dem Gewinde des Gewindezapfens 22 versehen ist
Das schaftmutterähnliche Schraubelement 15 samt Kopf 16 ist in einer zylindrischen Vertiefung 26 in der
Oberfläche 27 des Verschlußteiles 11 angeordnet, in der
zwischen dem Boden 28 der Vertiefung 26 und der vom Schrauben-Kopf 16 in bezug auf den angrenzenden
Schaft 18 gebildeten Schulter 29 eine den Schaft 18 umgebende Druckfeder, vorzugsweise ip Form einer
Schraubenfeder 30, angeordnet ist. Die Schraubenfeder 30 steht unter Vorspannung, so daß sie die Tendenz hat,
das Schraubelement 15 der Befestigungseinrichtung 14 aus der Verschlußteil-Oberfläche 27 herauszuschieben,
solange es nicht mit dem Gewindestift 19 in Eingriff steht. Diese axiale Verschiebewegung wird durch einen
als Anschlag 31 dienenden Sicherungsring begrenzt, der auf der dem Innenraum des Gehäuses 2 zugewandten
Seite 28' des Vertiefungs-Bodens 28 in der Außenmantelfläche des Schaftes 18 angeordnet ist.
Für eine eindeutige Justage der Leiterplatte 6 im Gehäuse 2 genügt es an sich, einen Zentrierkörper 21
vorzusehen, der gegebenenfalls einen ungleichseitigen Querschnitt aufweist, und einen entsprechend profilierten
Durchbruch 32 in der Leiterplatte 6 vorzusehen. Zweckmäßiger ist es jedoch, wenigstens zwei derartige
Zentrierkörper 21 über gehäusefesten Widerlagern 20 mit einfacher Geometrie, etwa zylindrischer oder
kegelstumpfförmiger Ausbildung der Zentrierkörper 21, an den Gewindestiften 19 vorzusehen und als Durchbruch
32 in der Leiterplatte 6 jeweils eine entsprechend dimensionierte Bohrung anzubringen. Beim Einbau der
Leiterplatte 6 in das Gehäuse 2 erbringt die Auflage auf die Stirnflächen von Stützrippen und Stützen 7 bei Vorhandensein
von wenigstens zwei Gewindestiften 19 mit als Zentrier körper 21 wirkenden Bereichen in beiden
Koordinatenrichtungen der Leiterplatten-Hauptebene eine eindeutige Lagepositionierung in bezug auf das
Gehäuse 2.
Nach manuellem Andrücken gegen die entsprechenden Widerlager 20 können zur Erhöhung der mechanischen
Stabilität die Seitenränder der Leiterplatte 6 direkt oder beispielsweise über Bauteile der Leistungselektronik tragende Kühlbleche 33 mit beispielsweise an
die Seitenwände 9 angeformten Stützrippen 8 mittels Schrauben 34 verbunden werden; da in Richtung der
Hauptebene der Leiterplatte 6 bereits eine eindeutige Lagefixierung vorgegeben ist, können hierbei keine
Verspannungen in der Leiterplatte 6 mehr entstehen, die die Gefahr von Haarrissen in der gedruckten
Schaltung mit sich bringen würden.
Zugleich mit dem Aufsetzen und Befestigen des haubenförmigen Verschlußteiles 11 auf die Trennebene
10 des Gehäuses 2 erfolgt auch eine definierte Festlegung der Leiterplatte 6 gegen jedes Widerlager
20 in Richtung der Längsachse 35 der Befestigungseinrichtung
14 sicherzustellen, ist die Befestigungseinrichtung 14 so ausgelegt, daß dann wenn die Leiterplatte 6
fest zwischen dem Widerlager 20 einerseits und der zugeordneten Andrückfläche 36 des Schaftes 18
andererseits eingespannt ist, und wenn gleichzeitig das Verschlußteil 11 in seiner auf das Gehäuse 2
aufgesetzten Stellung ist. die Schraubenfeder 30 noch nicht fest zusammengedrückt ist, so daß die Schulter 29
noch elastisch und nicht quasi starr über die Schraubenfeder 30 gegen den Boden 28 der Vertiefung
26 im Verschlußteil 11 drückt. In dieser Stellung liegt die
außenliegende Stirnfläche 37 des zylindrischen Kopfes des Schraubelementes 15 etwa fluchtend mit der
Oberfläche 27 des Verschlußteiles 11.
Wie die Darstellung der oberen Hälfte des Schraubelementes
15 in der Zeichnung zeigt, ist der Abstand zwischen der dem Innenraum des Gehäuses 2 \*>
zugewandten Seite 28' des Vertiefungs-Bodens 28 von der Oberfläche 27 des VerscniuBieiis ii etwas größer,
als der Abstand des als Anschlag dienenden Sicherungsrings 31 von der Schlüter 29 am Schraubelement 15.
Hierdurch bedingt wird der Kopf 16 des Schraubelementes
15 auch in abgeschraubtem, also entlastetem Zustand wenigstens in geringem Umfang noch in der
zylindrischen Vertiefung 26 geführt, was sie Handhabung erleichtert.
Da zudem der Innendurchmesser der zylindrischen Vertiefung 26 nur geringfügig größer ist, als der
Außenduichmesser des zylindrischen Kopfes 16 des Schraubelementes 15, wird der Kopf 16 in der
Vertiefung 26 radial geführt, was wiederum zur Folge hat, daß die Befestigungseinrichtung 14 auch zur
Zentrierung des Verschlußteiles 11 relativ zum Gehäuse verwendet werden kann. Es braucht also kein
Zentrierrand an der Stirnfläche 38 des Randes 12 des Verschlußteiles 11 einerseits und an der Stirnfläche 39
des Gehäuses 2 in der Trennebene 10 vorgesehen zu sein.
Weilerhin ist in nicht verschraubtem Zustand der Befestigungseinrichtung 14, also in der in der Zeichnung
oben dargestellten Stellung der Befestigungseinrichtung 14, der Abstand a zwischen dem Beginn des Gewindes
25 und der zugewandten Oberseite der Leiterplatte 6 etwas größer, als der Abstand a'des Gewindes auf dem
Gewindezapfen 22. Hierdurch ist es möglich, vor Beginn der Verschraubung der Befestigungseinrichtung 14 das
Verschlußteil 11 fest in seine endgültige Stellung auf das
Gehäuse 2 aufzusetzen. Andererseits ist in dieser Stellung der Abstand a"der Andrückflache 36 von der
zugewandten Oberseite der Leiterplatte 6 etwas kleiner als der zuvor erwähnte Abstand a', so daß in dieser
Stellung die hohlzylindrische öffnung 24 im Schaft 18 bereits vorzentrierend den Gewindezapfen 22 übergreift.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Befestigungseinrichtung für ein Gehäuse-Verschlußteil,
insbesondere für Schaltkästen mit elektrischen
Schalteinrichtungen, mit mindestens einem mit dem Gehäuse verschraubbaren Schraubelement,
das mittels eines Anschlages an seinem das Verschlußteil durchragenden Schaft unverlierbar am
Verschlußteil befestigt ist, wobei jedes Schraubelement sich durch eine Vertiefung in der Verschlußteil-Oberfläche
erstreckt, in der zwischen einer Schulter des Schraubelementes und dem Vertiefungs-Boden
eine vorgespannte Druckfeder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der den
Boden (28) durchragende Schaft (18) des schaftmutterartig ausgebildeten Schraubelementes (15) außerhalb
der Vertiefung (26) mit einer Andruckfläche (36) pusgestattet ist, die bei gegen das Gehäuse (2)
abgestütztem Verschlußteil (11) und in gegen die Kraft der Druckfeder mit einem gehäusefesten
Gewindestift (19) verschraubtem Zustand gegen ein Konstruktionsteil (Leiterplatte 6) anliegt, das gegen
ein gehäusefestes Widerlager (20) abgestützt ist und das durch einen unmittelbar vor dem Widerlager an
dem Gewindestift ausgebildeten Zentrierkörper (21) zentriert ist.
2. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einerseits am
Gewindestift (19) einen frei vorragenden Gewindezapfen (22) sowie andererseits am schaftmutterähnlichen
Schraubelement (15) eine den Zentrierkörper (21) im Bereich der Andruckfläche (36) axial und
radial mit Spiel übergreifende hohlzylindrische Öffnung (24) und eine sich anschließende, dem
Gewindezapfen (22) zugeordnete, mit einem Gewinde (25) versehene Bohrung aufweist.
3. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schraubelement
(15) an seiner außenliegenden Seite mit einem zylindrischen Kopf (16) versehen ist, dessen Durchmesser
nur etwas kleiner ist als der Durchmesser der zumindest im zugeordneten Bereich zylindrisch
ausgebildeten Vertiefung (26).
4. Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Abstand zwischen dem Anschlag (31) am Schaft (18) kleiner ist als der Abstand zwischen der äußeren
Oberfläche (27) des Verschlußteils (11) und der dem Innenraum des Gehäuses (2) zugewandten Seite (28')
des Vertiefungs-Bodens (28).
5. Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit auf das Gehäuse aufgesetztem
Verschlußteil, aber unverschraubter Befestigungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der
Abstand (a)des Gewindes (25) von der zugewandten Oberseite des Konstruktionsteils etwas größer ist als
der Abstand (a') des zugeordnete Beginns des Gewindes des Gewindezapfens (22) von der
Oberseite des Konstruktionsteils.
6. Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit auf das Gehäuse aufgesetztem
Verschlußteil aber unverschraubter Befestigungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand
(a") zwischen der Andruckfläche (36) und der zugewandten Oberseite des Konstrukiionsieiies
etwas kleiner ist als der Abstand (a') zwischen dem Beginn des Gewindes des Gewindezapfens (22) und
der Oberseite des Konstruktionsteils.
7. Befestigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit auf das Gehäuse aufgesetztem
Verschlußteil und mit verschraubtem Schraubelement, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand
zwischen der Schulter (29) des Schraubelementes (15) und der zugewandten Seite des Vertiefungs-Bodens
(28) etwas größer ist als die Paketlänge der Druckfeder (30).
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