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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein elektrisches Schaltgerät,
insbesondere für einen Leistungsschalter oder eine Zusatzausrüstung
eines Leistungsschalters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Herkömmliche Gehäuse für die Aufnahme von elektrischen
Schaltgeräten bestehen im allgemeinen aus zwei Spritzgußteilen aufeinander
abgestimmter Form, die ein Gehäuseunterteil und einen Deckel bilden
und nach ihrem Zusammenbau ein Innenabteil umschließen. Das
elektrische Schaltgerät besteht aus einer bestimmten Anzahl von
Einzelteilen, die in das Gehäuseunterteil eingesetzt werden. Diese
Einzelteile des elektrischen Schaltgeräts sind erst dann fehlerfrei im Gehäuse
montiert und positioniert, wenn der Deckel und das Gehäuseunterteil
zusammengefügt sind. Einige Einzelteile sind nämlich dafür
ausgelegt, auf bestimmten Elementen des Gehäuseunterteils und/oder des
Deckels montiert zu werden.
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Daraus folgt, daß eine gegebenenfalls am montierten Schaltgerät
vorzunehmende erforderliche Handlung erst nach dem Zusammenbau
von Deckel und Gehäuseunterteil, d.h. nach dem Schließen des Deckels
erfolgen kann. So ist es beispielsweise üblich, bei Leistungsschaltern
eine Anfangseinstellung eines thermischen Bimetallauslösers und einen
ersten Funktionstest des Leistungsschalters durchzuführen. Des
weiteren ist es üblich, eine Anfangseinstellung und -funktionsprüfung einer
Antriebs-Zusatzausrüstung eines Leistungsschalters vorzunehmen.
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Es ist bekannt, zur Durchführung solcher Handlungen an einem
elektrischen Schaltgerät im Gehäuseunterteil und/oder Deckel
mindestens eine Öffnung zur Einführung eines Werkzeugs oder Gegenstands
vorzusehen, mit dem diese Handlung am fertig montierten
Leistungsschalter bei geschlossenem Gehäuse vorgenommen werden kann. Zur
Anfangseinstellung eines thermischen Auslösers eines
Leistungsschalters, kann beispielsweise ein Schraubendreher durch eine im Gehäuse
ausgebildete Öffnung geführt werden, um eine im Gehäuseinnern
angeordnete Einstellschraube des thermischen Auslösers zu verstellen.
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Schon vor langer Zeit hat sich gezeigt, daß solche Handlungen an
einem fertig im Gehäuse montierten elektrischen Schaltgerät gewisse
Schwierigkeiten mit sich bringen, die nachstehend beschrieben
werden sollen. Die Einzelteile des Leistungsschalters sind erst dann
fehlerfrei zusammengefügt und positioniert, wenn der Deckel nicht nur
auf das Gehäuseunterteil aufgesetzt sondern fest mit diesem
verbunden ist. Ein einfaches Aufsetzen des Deckels ist sogar gefährlich, da
er sich leicht lösen kann und die Gefahr besteht, daß die Einzelteile
des elektrischen Schaltgeräts herausfallen. Wird bei lediglich
aufgesetztem Deckel trotzdem eine Einstellung oder sonstige Handlung an
dem im Gehäuse montierten elektrischen Schaltgerät vorgenommen,
kann sich diese Einstellung außerdem als fehlerhaft erweisen, wenn
anschließend der Deckel fest auf dem Gehäuseunterteil befestigt wird.
Diese fehlerhafte Einstellung resultiert aus den Verformungen, die
beim Festziehen oder Verriegeln des Deckels auf dem
Gehäuseunterteil mit Hilfe des Befestigungsmittels auftreten.
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Ist das verwendete Mittel zur Befestigung des Deckels auf dem
Gehäuseunterteil unlösbar ausgeführt, so kann nach der Handlung zur
Anfangseinstellung oder -funktionsprüfung kein Einzelteil des
elektrischen Schaltgeräts mehr ausgetauscht werden. Hierbei hat sich
allerdings gezeigt, daß gerade bei dieser Anfangseinstellung bestimmte
Funktionsfehler des elektrischen Schaltgeräts festgestellt werden, was
dazu führt, daß das fehlerbehaftete elektrische Schaltgerät nicht mehr
repariert werden kann und dem Ausschuß zugeführt werden muß,
wenn der Deckel so auf dem Gehäuseunterteil befestigt ist, daß er
nicht mehr abgenommen bzw. demontiert werden kann. Dies stellt
insbesondere bei komplexen elektrischen Schaltgeräten mit einer
großen Zahl von Einzelteilen eine Verschwendung dar. Bei
demontierbarem Gehäuse kann der Deckel erneut abgenommen, das fehlerhafte
Einzelteil des elektrischen Schaltgeräts einfach ausgetauscht sowie
anschließend der Deckel wieder geschlossen und auf dem
Gehäuseunterteil befestigt werden, um die Einstellung oder Funktionsprüfung zu
wiederholen. Zu diesem Zweck wurde übrigens bereits vorgeschlagen,
den Deckel mit Hilfe eines demontierbaren Befestigungsmittels auf
dem Gehäuseunterteil zu befestigen Bei dem bisher verwendeten
demontierbaren Befestigungsmittel handelt es sich um eine
Verschraubung entsprechend der Beschreibung in der Druckschrift DE-A-2 128
057. Es ist insbesondere bekannt, ein Gehäuse zu verwenden, bei dem
eine provisorische Befestigung des Deckels auf dem Gehäuseunterteil
vorgesehen ist, wobei das Mittel für diese provisorische Befestigung
aus einer Schraube besteht, die den Deckel durchragt und in eine
Blindbohrung einer im Gehäuseunterteil ausgebildeten Hülse
eingedreht ist. Darüber hinaus weist das Gehäuse in diesem Fall weitere
Mittel zur Herstellung der endgültigen, unlösbaren Verbindung auf,
die z.B. durch Niete oder Ultraschallschweißen erfolgt. Die Mittel zur
provisorischen, demontierbaren Verbindung müssen wirksam genug
sein, um die am elektrischen Schaltgerät vorzunehmende Handlung,
beispielsweise eine Anfangseinstellung oder -funktionsprüfung
durchführen zu können. Es ist verständlich, daß die Verwendung einer
Schraubverbindung für die provisorische, demontierbare Befestigung
des Deckels auf dem Gehäuseunterteil zu einer Komplizierung des
Gehäuses sowie zu einem zusätzlichen Montage schritt führt, da
sowohl eine provisorische als eine endgültige Verbindung vorgenommen
werden müssen.
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Darüber hinaus ist es grundsätzlich nicht wünschenswert, den
Zusammenbau des Gehäuses lediglich mit einem demontierbaren
Verbindungssmittel durchzuführen, da dem Endanwender aus den
wohlbekannten Haftungs- und Sicherheitsgründen vorzugsweise nicht
demontierbare bzw. aufbrechbare elektrische Schaltgeräte angeboten
werden sollen.
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Der Erfindung liegt als eine Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse für
elektrische Schaltgeräte zu schaffen, das mit einem Mittel zur
provisorischen demontierbaren Verbindung sowie einem Mittel zur
endgültigen, nicht demontierbaren Verbindung ausgerüstet ist, wobei die
beiden Verbindungsmittel einfacher ausgeführt sind als die bisher in
bekannten Gehäusen eingesetzten Verbindungsmittel.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein solches
Gehäuse zu schaffen, bei dem die Arbeitsschritte zur provisorischen
sowie zur endgültigen Verbindung einfacher durchzuführen sind als
bei den bisher bekannten Gehäusen.
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Die Erfindung betrifft also ein Gehäuse für ein elektrisches
Schaltgerät, insbesondere für einen Leistungsschalter oder eine
Zusatzausrüstung eines Leistungsschalters, das aus zwei Halbschalen
besteht, welche dazu ausgelegt sind, durch Aufeinanderlegen
miteinander verbunden zu werden und ein Innenabteil auszubilden.
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Das erfindungsgemäße Gehäuse ist dadurch gekennzeichnet, daß
eine der Halbschalen mindestens ein kegel- oder
pyramidenstumpfförmiges Steckelement und die andere Halbschale mindestens ein
Aufnahmeelement mit an die Form des Steckelements angepaßter
Form aufweist, wobei die Positionierung der Steckelemente und der
Aufnahmeelemente in den Halbschalen so gestaltet ist, daß jedes
Steckelement in ein entsprechendes Aufnahmeelement eingreift, um in
einer ersten Stellung eine lösbare Verriegelung und in einer zweiten
Verbindungsstellung eine unlösbare Verriegelung zu bilden, und die
beiden Halbschalen in der genannten zweiten Stellung näher
aneinander liegen, und daß der Neigungswinkel der genannten Elemente mit
aneinander angepaßter Form in bezug auf die Längsachse der
Annäherungsebene der beiden Halb schalen zwischen einem und zehn Grad
beträgt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter
Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigen:
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Figur 1 eine geschnittene Teilansicht eines erfindungsgemäßen
Gehäuses in der auseinandergebauten Stellung;
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Figur 2 das gleiche Gehäuse wie in Figur 1 in der provisorischen
Verbindungsstellung;
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Figur 3 das gleiche Gehäuse wie in Figur 1 in der endgültigen
Verbindungsstellung;
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Figur 4 eine Draufsicht auf die Innenseite einer Halbschale eines
erfindungsgemäßen Gehäuses;
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Figur 5 eine Draufsicht auf die Innenseite der anderen Halbschale
eines erfindungsgemäßen Gehäuses;
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Die Figuren zeigen ein Gehäuse 10, das lediglich aus zwei Teilen
12, 14 besteht. Das Teil 12 stellt eine erste Halbschale dar, die ein
Gehäuseunterteil bildet, und das Teil 14 stellt eine zweite Halbschale
dar, die einen Deckel bildet. Die Halbschalen 12, 14 sind als einteilige
Formteile, vorzugsweise aus Kunststoff ausgeführt. Die beiden
Halbschalen 12, 14 können eine ähnliche Form aufweisen, jedoch auch mit
unterschiedlichen Formen und Abmessungen ausgeführt sein, da eine
Halbschale das Gehäuseunterteil und die andere den Deckel bildet.
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Die untere Halbschale 12 weist einen Boden 16 sowie
Seitenwände 18 auf, die gemeinsam einen Innenraum begrenzen. Die obere
Halbschale 14 weist ebenfalls einen Boden 20 und Seitenwände 22
auf, die gemeinsam einen anderen Innenraum begrenzen. Nach ihrem
Zusammenbau bilden die Innenräume der beiden Halbschalen ein
gemeinsames Innenabteil 23, das zur Aufnahme und zum Schutz der
Einzelteile eines elektrischen Schaltgeräts (nicht dargestellt) dient.
Die Seitenwände 18, 22 der beiden Halbschalen 12, 14 weisen an den
Außenrändern zwei Flächen 24, 26 mit aneinander angepaßter Form
auf, die ein genaues Aufsetzen der einen Halbschale auf die andere
ermöglichen. Die Fläche 24 verläuft senkrecht zum Boden 16 und ist
der Außenseite zugewandt. Die Fläche 26 erstreckt sich senkrecht
zum Boden 20, ist der Innenseite zugewandt, überlappt die Fläche 24
und gleitet auf dieser.
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Die untere Halbschale 12 umfaßt darüber hinaus eine
zylindrische Hülse 28, die fest mit dem Boden 16 verbunden ist und sich im
Innern des Abteils 23 senkrecht zum Boden 16 erstreckt, derart daß
ihr freies Ende 30 nach außen weist und der anderen, oberen
Halbschale 14 zugewandt ist, wenn diese zum Zusammenbau aufgesetzt
wird. Die Hülse 28 weist eine axiale Blindbohrung 32 auf, deren
Öffnung am freien Ende 30 ausgebildet ist. Die Blindbohrung 32 weist
eine Kegelstumpfform auf, deren halber Spitzenwinkel sehr klein ist
und zwischen 1 und 10 Grad liegt. Der Kegelstumpfdurchmesser
nimmt nach außen hin, d.h. in Richtung des freien Endes 30 der Hülse
zu.
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Selbstverständlich könnte als geometrische Form auch ein
Pyramidenstumpf (mit polygonalem Querschnitt) gewählt werden. Die Form
eines Kegelstumpfes kann vorzugsweise verwendet werden, wenn sie
leichter herzustellen ist.
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Die obere Halbschale 14 weist einen Dorn 34 auf, der fest mit
dem Boden 20 verbunden ist und sich senkrecht zum Boden 20
erstreckt, derart daß sein freies Ende 36 nach außen weist und der
anderen, unteren Halbschale 12 zugewandt ist, wenn diese zum
Zusammenbau aufgesetzt wird. Der Dorn 34 weist eine Kegelstumpfform
auf, deren halber Spitzenwinkel dem halben Spitzenwinkel der
Blindbohrung 32 annähernd entspricht, so daß die Außenwand des Dorns
und die Innenwand der Blindbohrung die gleiche geometrische Form
aufweisen, d.h. der Dorn 34 und die Blindbohrung 32 in ihrer Form
aneinander angepaßt sind.
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Beim Aufsetzen der oberen Halbschale 14 auf die untere
Halbschale 12 gelangt der Dorn 34 bereits an den Rand der Bohrung 32,
bevor sich die Flächen 26 und 24 mit aneinander angepaßter Form
gegenseitig berühren. Diese Anfangsstellung entspricht der
Darstellung in Figur 1. In dieser Stellung sind die beiden Halbschalen nicht
miteinander verbunden.
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Danach werden die beiden Halbschalen 12, 14 weiter einander
angenähert, so daß der Dorn 34 endgültig in die Blindbohrung 32
eingreift und gleichzeitig die in den Seitenwänden 18, 22 der beiden
Halbschalen ausgebildeten Flächen 24, 26 mit aneinander angepaßter
Form ineinandergreifen. Nachdem die beiden Halbschalen 12, 14 auf
diese Weise einander angenähert wurden, befindet sich das Gehäuse
in einer ersten Stellung entsprechend einer demontierbaren (oder
lösbaren) Verbindung gemäß der Darstellung in Figur 2. Wenn in
dieser Verbindungsstellung auf die beiden Halbschalen 12, 14 eine
Zugbeanspruchung in Trennrichtung ausgeübt wird, läßt sich der Dorn
34 leicht aus der Blindbohrung 32 herausziehen, da der Kraftschluß
zwischen diesen beiden Teilen sehr gering ist. Dieser geringe
Kraftschluß ergibt sich daraus, daß in dieser ersten Verbindungsstellung
der beiden Halb schalen eine geringe Überschneidung zwischen den
Durchmessern der beiden Teile 32 und 34 in Höhe ihres
Berührungspunkts vorhanden ist. Bei einem derartigen Zusammenbau der beiden
Halbschalen 12, 14 ergibt sich daher eine provisorische,
demontierbare Verbindung.
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In dieser Stellung mit provisorischer, demontierbarer Verbindung
(siehe Figur 2) kann auf herkömmliche Art und Weise eine Handlung,
z.B. eine Einstellung oder Funktionsprüfung an dem im Gehäuse
montierten elektrischen Schaltgerät vorgenommen werden.
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Um die beiden Halbschalen stabil in der lösbaren Stellung zu
halten, kann ein bekanntes Mittel (nicht dargestellt) verwendet
werden, so daß die beiden Halbschalen beim Zusammenbau des Gehäuses
von einer Bedienkraft sicher in diese lösbare Stellung gebracht
werden können. Dieses Mittel kann auf herkömmliche Weise ein
elastisches Verriegelungselement umfassen, das mit einer Halbschale
verbunden ist und mit einem an der anderen Halbschale angebrachten,
entsprechend geformten Element zusammenwirkt.
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Zeigt sich im Anschluß an die am elektrischen Schaltgerät
vorzunehmende Handlung ein Funktionsfehler des elektrischen Schaltgeräts,
kann das Gehäuse erneut geöffnet werden, um eine weitere Handlung
am elektrischen Schaltgerät vorzunehmen, z.B. ein defektes Einzelteil
auszutauschen. Anschließend kann ein erneuter Zusammenbau des
Gehäuses erfolgen, indem die beiden Halbschalen 12, 14 wieder in
die provisorische Verbindungsstellung entsprechend Figur 2 gebracht
werden. Ergibt die Prüfung ein fehlerfreies Funktionieren des
elektrischen Schaltgeräts, kann eine endgültige, nicht demontierbare
Verbindung des Gehäuses hergestellt werden. Hierzu muß lediglich eine
größere Andrückkraft auf die beiden Halb schalen ausgeübt werden, so
daß der Dorn 34 tiefer in die Blindbohrung 32 eingreift, bis die in den
Seitenwänden 18, 22 der beiden Halbschalen ausgebildeten, einander
gegenüberliegenden Auflageflächen 28, 40 entsprechend der
Darstellung in Figur 3 in Auflage gelangen. In dieser zweiten Stellung führt
das Einpressen des Dorns 34 in die Blindbohrung 32 zu einem sehr
großen Kraftschluß zwischen diesen beiden Teilen, der sich aus den
jeweiligen Spitzenwinkeln der beiden einander zugeordneten,
entsprechend geformten Flächen ergibt. Dieser Kraftschluß ist umso
wirksamer, je kleiner der relative Spitzenwinkel ist und je näher das freie
Ende des Dorns 34 bei der fast vollständigen Einführung in die
Blindbohrung 32 an den Grund 42 der Blindbohrung 32 gelangt. In dieser
Stellung bewirkt eine starke Überschneidung zwischen den
Durchmessern der Blindbohrung und des Dorns einen sehr starken
Kraftschluß.
Daraus folgt, daß bei Beaufschlagung der beiden Halbschalen
12, 14 mit einer Zugkraft, um ihre Trennung herbeizuführen, der
starke Kraftschluß zwischen Dorn 34 und Blindbohrung 32 dieser
Kraft wirksam entgegenwirkt und seinerseits eine das Halten des
Dorns 34 in der Hülse 28 bewirkende Kraft gewährleistet, die über
der Zugfestigkeit der Bodenfläche des Dorns 34 liegt. Daher führt
eine auf die Halbschalen ausgeübte zu große Zugkraft zum Bruch des
Dorns 34 oder gegebenenfalls der Hülse 28, ohne daß sich der Dorn
34 aus der Hülse herausziehen ließe.
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Diese Verbindung ist demzufolge endgültig und unlösbar, d.h. sie
stellt eine sogenannte nicht aufbrechbare Verbindung dar. Anders
ausgedrückt ist das Öffnen eines endgültig zusammengebauten
Gehäuses nur durch Bruch einzelner Teile möglich, welcher
anschließend leicht bemerkt wird und jeglichen erneuten Zusammenbau des
Gehäuses praktisch ausschließt.
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Die Figuren 4 und 5 zeigen jeweils eine der Halbschalen 12, 14
des Gehäuses 10 in einer Draufsicht auf die Innenseite. Es sind jeweils
die Dorne 34 der Halbschale 14 und die zugeordneten Hülsen 28 der
Halbschale 12 zu erkennen. Diese Steck- und Aufnahmeelemente 34,
28 sind vorzugsweise über die Oberfläche der Halbschalen verteilt
und z.B. im Bereich jeder Ecke angeordnet, um eine gute
Positionierung der beiden Halbschalen aufeinander sowie eine wirksame, nicht
aufbrechbare Verbindung des auf diese Weise hergestellten Gehäuses
zu gewährleisten.