Beschreibung
Befestigungsbügel
Die Erfindung betrifft einen Bügel zum Befestigen eines lagefest zu fixierenden Gegenstandes auf einer Unterlage, insbesondere eines Schienenkastens auf einer Profilschiene, wobei der Befestigungsbügel mit mindestens -einem hakenförmigen Element am Gegenstand angreift.
Ein Befestigungsbügel für einen Schienenkasten auf einer Profilschiene zur Aufhängung an einer Raumdecke ist beispielsweise in der Druckschrift US 4 929 801 dargestellt. Dieser Befestigungsbügel umfasst mehrere Einzelteile und ist vor- nehmlich zur einmaligen Dauerbefestigung vorgesehen. Der Bügel ist nicht gut für den schnellen Positionswechsel oder des Auswechseins des Schienenkastens geeignet.
Weitere Befestigungsarten und zugehörige Befestigungselemente und Adapter mit Hilfe einer Profilschiene (hier C-Schienen) sind in DE 87 15 256 UI, DE 90 05 168 ül oder in US 2 676 680 dargestellt.
Im industriellen Einsatz sind rahmenartige Befestigungsbügel, die einen zu befestigenden Gegenstand vollständig umfassen (Hauptkatalog Moeller GmbH (2001) -HPL0114-2001-, 'Energie- verteiler-Systeme, Anlagenprodukte'; Seite 05/002 und Seite 05/010) . Dieser Befestigungsbügel umfasst wie ein Rahmen den Gegenstand (hier einen Schienenkasten) . Ein besonderer Nach- teil ist, dass der Rahmen geöffnet, der Gegenstand eingelegt, bzw. der Rahmen um den Gegenstand gelegt werden, und der Rahmen wieder geschlossen werden muss. Es müssen dabei mehrere Schrauben betätigt und eine aufliegende Strebe zur Seite ge-
schwenkt werden, wenn der Gegenstand befestigt oder gelöst werden soll.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Befestigungsbügel an- zugeben, der einen zu befestigenden Gegenstand nicht vollständig umfasst, der manuell schnell und einfach handhabbar ist und dennoch eine sichere Montage erlaubt.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des An- spruchs 1 gelöst, während in den Unteransprüchen vorteilhafte Weiterbildungen angegeben sind.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass der Bügel für die Befestigung auf einer Unterlage eines Gegenstandes mit recht- eckigem Querschnitt vorgesehen ist. Der Gegenstand weist an seinen Seitenflächen einen zurücktretenden Absatz oder zurücktretende Stufe oder eine Hinterschneidung auf. Die dabei gebildete Kante wird für die Befestigung genutzt. Es werden weiterhin Schraubbolzen eingesetzt, die je eine im Befesti- gungsbügel als Bohrung oder Langloch ausgebildete Öffnung durchgreifen, wobei die den Schraubbolzen zugeordnete Kontermuttern an der Unterlage arretierbar sind. An dem Befestigungsbügel ist mindestens ein Hakenelement passend zum Anlegen an die Kante oder zum Hintergreifen hinter die Hinter- schneidung ausgebildet. Zur Montage wird ein Scharnierteil am Befestigungsbügel in Richtung auf die Kante oder Hinterschneidung der Seitenfläche eingeschwenkt, so dass die Hakenelemente zum Eingriff kommen.
Ein erster Vorteil liegt darin, dass der Befestigungsbügel ein einstückiges Element darstellt, wodurch keine zusätzlichen einzelnen Befestigungsteile bevorratet und bereitgestellt werden müssen. Andere Vorteile liegen darin, dass der Gegenstand nur seitlich 'angefasst' wird, wodurch die freie
Zugänglichkeit von oben erhalten bleibt. Weiterhin bieten die mit Biegescharnieren ausgebildeten Hakenelemente eine schnelle und einfache manuelle Handhabung bei der Montage und Demontage. Die Biegescharniere sind mehrfach beanspruchbar, so dass auch nach mehrfacher Demontage und Montage der Befestigungsbügel seine volle Funktionalität behält.
Bevorzugte Ausbildungsformen, die einzeln oder gemeinsam in einem Befestigungsbügel gestaltet sein können, finden sich in Folgendem:
Der Befestigungsbügel umfasst einen Hauptkörper und je ein sich in Längsrichtung des Hauptkörpers angrenzendes Scharnierteil. Der Hauptkörper kommt mit einem Anlageabschnitt in seiner Längserstreckung auf der Unterlage zur Auflage. Hierbei ist mindestens ein Hakenelement an dem Scharnierteil ausgebildet, welches über ein Biegescharnier einstückig an dem Hauptkörper ausgebildet ist, wobei das Scharnierteil in Richtung auf die Hinterschneidung der Seitenfläche einschwenkbar angeordnet ist. Je ein Scharnierteil ist an je einem Ende des Hauptkörpers angeordnet, wobei an jedem Scharnierteil zwei Haken als Hakenelemente ausgebildet sein können.
Die Haken sind an einem Umlegeflügel am Scharnierteil eben- falls einstückig ausgebildet. Es können beiderseits des
Scharnierteils zwei Umlegeflügel einstückig ausgebildet sein, die durch Umkantung an je einer Kantlinie parallel zur Längsrichtung des Hauptteils gebildet werden.
Am Befestigungsbügel sollte im Bereich der Scharnierteile mindestens eine Bohrung oder ein Langloch für das Hindurchgreifen je einer der Schraubbolzen ausgebildet sein. Mit dem Durchgriff des Schraubbolzens wird sowohl die Arretierung des
Befestigungsbügels auf der Unterlage als auch die Befestigung des Gegenstandes aufrechterhalten.
Die Scharnierteile sind an einer senkrecht zur Längsrichtung des Hauptkörpers ausgebildeten Biegelinie des Biegescharniers in Richtung auf den Hauptkörper des Befestigungsbügels ohne Werkzeug, also nur manuell umbiegbar. Aus diesem Grund soll das Material für den Befestigungsbügel ein biegebeständiges Flachmaterial sein. Zähe Kunststoffe haben zwar auch eine gu- te Biegefestigkeit, doch wird für die Gestaltung des erfindungsgemäßen Befestigungsbügels bevorzugt eine Stahllegierung vorgeschlagen. Als Materialdicke würde etwa 1,5 mm Blech ausreichend sein.
Im Gelenkabschnitt sollte das Biegescharnier aus mindestens einem Biegesteg, aus Symmetriegründen vorzugsweise aus zwei Biegestegen bestehen. Diese können eine Breite von ca. 1,5 mm haben.
Die Kontermuttern können als Hammerkopfmuttern oder als Gewindeplatten geformt sein. Weiterhin kann eine Unterlegscheibe zum Anpressen des Scharnierteils über Schrauben eingesetzt werden.
Die Unterlage, die in einer bevorzugten Anwendung eine Profilschiene sein kann, sollte prismatischen Querschnitt haben und der Hauptkörper des Befestigungsbügels wäre zum Übergreifen des Querschnitts entsprechend U-förmig auszubilden.
Die für das Hintergreifen des Befestigungsbügels vorgebildete Kante (oder Hinterschneidung) kann je nach Anwendungsfall unterschiedlich ausgebildet sein. Vorgeschlagen werden: Versteifungsrippen; nach außen abstehende Stifte oder Niete, deren Reihung eine Kante bildet, Längsfaltungen des Gehäuse-
blechs, Ausbauchungen der Seitenwände oder Umbördelungen am zu befestigenden Gegenstand oder andere Ausbildungen, die dem Fachmann geeignet erscheinen und die er bei Verständnis des erfindungsgemäßen Grundprinzips leicht angeben kann.
Der Hauptkörper des Befestigungsbügels besteht aus einer planen Anlagefläche und aus zwei senkrecht dazu angeordneten, ein U-Profil bildenden Seitenteilen. Die Seitenteile können leicht derart zueinander hingeneigt sein, dass die Seitentei- le die Unterlage klemmend umgreifen. Die zuvor erwähnte
Stahllegierung hat einen geeigneten Elastizitätsmodul für die Klemmung an der Unterlage; eine Alu-Legierung wäre weniger geeignet. Durch die Klemmung erhält man vor der endgültigen Fixierung eine provisorische Halteposition.
Der Einsatz des erfindungsgemäßen Gegenstandes ist vornehmlich so, dass die Unterlage eine Profilschiene (C-Schiene) und der Gegenstand ein Metallkasten (beispielsweise ein Stromschienenkasten) ist. Die Metallkästen können einige Me- ter lang sein, beispielsweise 3 Meter lang, so dass in der Regel für einen Metallkasten mehrere Befestigungsbügel zum Einsatz kommen.
Es werden vorzugsweise zwei erfindungsgemäße Ausbildungen des Gegenstandes beansprucht.
Wesentlich an der ersten Ausführungsform ist, dass das Hakenelement hauptteilzugewandt am Scharnierteil angeordnet ist. Bei der zweiten Ausführungsform ist das Hakenelement haupt- teilabgewandt angeordnet.
Ausführungsformen der Erfindung werden in den Zeichnungen dargestellt, welche im Einzelnen zeigen: Fig. 1A eine C-Schiene mit federbelasteter Kontermutter,
Fig. 1B die Befestigung eines Stromschienenkastens auf einer C-Schiene, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung von Stromschienenkasten und Befestigungsbügel, Fig. 3A, 3B, 3C drei Ansichten eines ersten Befestigungsbügels, Fig. 3D die Abwicklung des ersten Befestigungsbügels, Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des ersten Befestigungsbügels auf einer C-Schiene, Fig. 5A, 5B, 5C drei Ansichten eines zweiten Befestigungsbügels, Fig. 5D die Abwicklung des zweiten Befestigungsbügels und Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des zweiten Befestigungsbügels auf einer C-Schiene.
In den Figuren 1B und 2 ist die Befestigung eines Stromschienenkastens 100 mit dem Befestigungsbügel (hier die zweite Ausführungsform 10B) in Querrichtung auf einer Profilschiene 50 dargestellt. Mit Bezugszeichen 102 sind Stromschienen ge- kennzeichnet. Die Profilschiene in den Darstellungen ist ein C-Profil-Körper (auch kurz mit C-Schiene bezeichnet) . Die o- beren Schenkel der C-Schiene bilden die Auflagefläche 52 (als ebene Unterlage) für den Schienenkasten. Diese Schenkel können mehr oder weniger gerundet sein, und haben nach innen ge- richtete freie Kanten. Im Boden des Profil-Körpers können
Bohrungen oder Langlöcher vorhanden sein zur weiteren Befestigung des Profil-Körpers an Aufbauten, Decken, Wänden oder Ähnlichem. In das Innere 54 des Profil-Körpers werden Kontermuttern 48, 48' eingeschoben, deren Form so ausgebildet ist, dass sie längsverschieblich und verdrehsicher in dem Profil- Körper angeordnet und arretierbar sind. Mit den Kontermuttern 48, 48' können Schrauben 45' (oder Schraubbolzen 45 siehe Fig. 2) verschraubt werden.
Der Schienenkasten 100 hat rechteckigen Querschnitt, eine zur Auflage auf der Unterlage 50,52 bestimmte Bodenfläche 110 und zwei senkrecht zur Bodenfläche 110 ausgebildete Seitenflächen 120. In der Darstellung gemäß Fig. 1B und Fig. 2 sind die Seitenflächen durch Umkantung der Bodenflächen einstückig mit den Bodenflächen ausgebildet. An der Stelle der Umbörde- lung 126 sind Oberhälfte und Unterhälfte des Schienenkastens miteinander verbunden. Dies ist eine spezielle Gehäusekonstruktion, die nicht notwendig jeweils so ausgebildet sein uss. Die Seitenflächen sind mit einer Gehäuseausbauchung versehen, deren Tiefe die notwendige Kante 122 oder Hinter- schneidung bildet. Die Umbördelung und die Gehäuseausbauchung verleihen dem Kasten eine besonders hohe Stabilität bei relativ dünner Materialdicke.
Die Schraubbolzen 45 durchgreifen je eine im Befestigungsbügel 10B als Bohrung 30A, 30B oder Langloch ausgebildete Öffnung. Form und Länge des Hakenelements 35B sind passend zum Hintergreifen an der Kante 122 ausgelegt. Es ist am Befesti- gungsbügel 10B in Richtung auf die Kante 122 (Hinterschnei- dung) der Seitenfläche 120 einschwenkbarer (Bewegung BB) angeordnet.
Gemäß Fig. 3A bis 3D und Fig. 5A bis 5D umfassen die Befesti- gungsbügel 10A, 10B je einen Hauptkörper 12 und je ein sich in Längsrichtung des Hauptkörpers 12 angrenzendes Scharnierteil 22A, 22B. Der Hauptkörper 12, der in den Ausführungsformen zur Auflage auf eine Unterlage (C-Schiene 50) mit prismatischem Querschnitt bestimmt ist, legt sich mit einem Anlage- abschnitt 15 in seiner Längserstreckung auf der Unterlage auf, wobei die beiden senkrecht dazu angeordneten Seitenteile 14 ein U-Profil bilden. Die Seitenteile 14 sind leicht derart zueinander hingeneigt (siehe Pfeile K in Fig. 3B) , so dass die Seitenteile 14 die Unterlage 50 klemmend umgreifen.
Stahllegierungen haben einen geeigneten Elastizitätsmodul für die Klemmung an der Unterlage; Alu-Legierungen sind dafür weniger geeignet.
Jeder Befestigungsbügel hat somit einen stationären Auflageabschnitt und zwei bewegbare Gelenkabschnitte.
Wie schon erwähnt, sind die Befestigungsbügel 10A, 10B insgesamt einstückig ausgebildet. Wie die Abwicklungen in den Fig. 3D und 5D zeigen, sind die Befestigungsbügel Stanzteile aus
Flachmaterial, welche in weiteren Kantungen in die endgültige Form gebracht werden. Als Material für den Befestigungsbügel 10A, 10B wird biegebeständiges Flachmaterial eingesetzt, beispielsweise eine Stahllegierung mit einer Dicke von 1,5 mm.
Aus den Figuren 3D und 5D ist ersichtlich, wie durch Kantungen an den Kantungslinien 36, 36' parallel zur Längsrichtung des Hauptteils ein Befestigungsbügel gebildet wird. Es finden jeweils Kantungen nach hinten (36) und nach vorn (36') statt. Die sich bildende H-Form ist in den Ansichten gemäß Fig. 3B und Fig. 5B unmittelbar erkennbar.
Aus der Art der Herstellung des Befestigungsbügels 10A, 10B ist klar, dass die zwei Haken 32A, 32B an den Scharnierteilen 22A, 22B, und die Scharnierteile 22A, 22B an dem Hauptkörper 10 einstückig ausgebildet sind. Je ein Scharnierteil 22A, 22B ist an je einem Ende des Hauptkörpers 12 angeordnet. Die Verbindung des Auflageabschnitts mit den Gelenkabschnitten un- tereinander erfolgt durch Biegescharniere 24, 24'. Es sind aus Gründen der Symmetrie und der Materialfestigkeit jeweils zwei Biegescharniere 24, 24' ausgebildet. Die Breite B eines Biegescharniers 24, 24' bestimmt sich durch einen oder zwei Materialstege, die im Stanzvorgang stehen gelassen werden.
Die Breite B eines Biegestegs ist ebenfalls materialabhängig, wobei hier bei der vorgenannten Materialdicke und -qualität etwa eine Breite B von 1,5 mm gewählt wurde. Wegen der Wahl eines biegestabilen Werkstoffs für die Befestigungsbügel sind die Scharnierteile 22A, 22B ohne Materialermüdung mehrfach schwenkbar. Die Drehachsen der Schwenkbewegung liegen in den Biegelinien 26, 26.1, die senkrecht zur Längserstreckung des Hauptkörpers verlaufen.
Ein Scharnierteil 22A, 22B besteht aus einer Grundplatte 35A, 35B und je einem Umlegeflügel 34A, 34B. Am Befestigungsbügel 10A, 10B im Bereich der Scharnierteile 22A, 22B ist mindestens eine Bohrung oder ein Langloch 30' für das Hindurchgreifen je einer der Schraubbolzen 45, 45' ausgebildet. Mit dem Durchgriff des Schraubbolzens wird sowohl die Arretierung des Befestigungsbügels auf der Unterlage als auch die . Befestigung des Gegenstandes (Schienenkasten) aufrechterhalten. Die für die Schraubbolzen bestimmten Kontermuttern können Hammerkopfmuttern 48 oder Gewindeplatten 48' sein. Es kann zusätzlich eine (nicht gezeichnete) Unterlegscheibe zum Anpressen des Scharnierteils eingesetzt werden.
Wie erwähnt, werden zwei erfindungsgemäße Ausbildungen des Befestigungsbügels vorgeschlagen.
Ein erster Typ des Befestigungsbügels ist in den Figuren mit dem Zusatz A, der andere Typ mit dem Zusatz B versehen.
Die beiden Typen unterscheiden sich dadurch, dass die Haken 32A, 32B an den Scharnierteilen 22A, 22B entweder zum Hauptteil 12 hin oder von ihm weg angeordnet sind. Dadurch ergeben sich jeweils unterschiedliche Anlage- und Schwenkbewegungen bei der Montage oder Demontage.
In Fig. 3A und Fig. 5A sind jeweils die Breiten 100B des Schienenkastens 100 und die Tiefe der Hinterschneidung 122 sichtbar gemacht. Entsprechend sind die Positionen (und Abstände) der Biegelinien 26 an den Scharnieren 22A, 22B bemes- sen.
Die Abstände der beiden Biegelinien der Scharnierteile untereinander sind größer als die Breite des Metallkastens. Der Längenunterschied wird durch die Länge der Haken 32A, 32B an den Scharnierteilen bestimmt. Der Längenunterschied bestimmt auch den bei der Montage zu durchlaufenden Schwenkwinkel, so dass dieses Maß abhängt von der bei der Montage gewünschten Handlichkeit.
An beiden Außenenden des Scharnierteils 22A ist eine Gegenplatte 38 angeordnet, die über ein eigenes Biegescharnier 26.1 in Richtung auf das Scharnierteil 22A umbiegbar ist. Diese Gegenplatte ist schmaler als die Grundplatte 35A des Scharnierteils 22A und legt sich nach dem Umbiegen (siehe BB in Fig. 3A) an die Grundplatte an. Dadurch entsteht eine Art Unterlegscheibe für den Andruck der Schraube (beispielsweise Schraube 47 aus Fig. 2) zum Anlegen des Scharnierteils an die Kante. Die Gegenplatte ist ebenfalls gelocht (Bohrung 31A) zum Durchgriff eines Schraubbolzens und hat an ihrem eigenen Außenende eine abgewinkelte Stoßplatte 40, die nach hinten um 90° abgekantet ist. Die Stoßplatte 40 erhöht die Fläche der Anlage an die Seitenfläche 120 des Schienenkastens, wodurch auch vermieden wird, dass eine scharfe Blechkante die Seitenfläche 120 bei der Montage verletzt oder durchdringt.
Die Montageschritte eines Metallkastens auf einer Profilschiene erfolgen je nach verwendetem Befestigungsbügel etwas unterschiedlich .
Die Montage bei Einsatz des Befestigungsbügels 10A erfolgt derart, dass die Scharnierteile leicht nach unten zu biegen sind, wodurch sich der Abstand der Haken 32A voneinander soweit öffnet, dass die Breite des Schienengehäuses hinein- passt. Beispielsweise kann abhängig von der Länge der Haken 32A der Schwenkwinkel ca. 45° betragen. In dieser Position werden die Gegenplatten 38 auf die Scharnierteile 35A hin umgeklappt; siehe hierzu Bewegung gemäß Pfeil BB in Fig. 3A. Mit dieser Vorbereitung kann der Befestigungsbügel 10B auf die C-Schiene 50 geklemmt werden, wobei noch keine Schraubbefestigung erfolgt. Das Schienengehäuse wird nun auf den Befestigungsbügel 10B hinbewegt. Die Scharnierteile werden dann hoch- und bis zum Eingriff an die Kante oder Hinterschneidung umgebogen. Die Biegebewegungen sind durch den Doppelpfeil BB' in Fig. 3A angedeutet. Diese Bewegungen erfolgen über einen kleineren Schwenkwinkel als bei dem zweiten Befestigungsbügel 10B (siehe unten) . Die Stellung der Scharnierteile ist aus der Fig. 4 gut erkennbar, wo die Position ohne einen Schienenkasten dargestellt ist.
Es folgt abschließend das Einfädeln der Schrauben (45') oder Schraubbolzen und das Anschrauben in einer Kontermutter (48, 48') .
Die Demontage erfolgt entsprechend in umgekehrter Reihenfolge .
Im Fall des Einsatzes des zweiten Befestigungsbügels 10B ist die Montage und Demontage prinzipiell gleich, jedoch unter- liegt das Scharnierteil 22B einem größeren Schwenkwinkel. Von der gestreckten Lage gemäß Fig. 5D ausgehend muss das Scharnierteil 22B mit etwa 180° umgelegt werden. Vorbereitend kann jedoch auch das Scharnierteil 22B in eine Stellung gemäß Fig. 5A gebogen werden, so dass nur noch das Schwenken von ca. 90°
notwendig ist. Fig. 6 gibt ebenfalls die Stellung (Scharnierteil in der Stellung 90°) und die Lage des Befestigungsbügels 10B auf der C-Schiene wieder.
Die Befestigung an der Profilschiene erfolgt auch hier durch Schrauben oder Schraubbolzen, durch die in den Fig. 5B, 5C, 5D gezeigten Bohrungen oder Langlöcher (19 und 30B) . Eine Befestigungssituation ist noch in Fig. 2 dargestellt.
In beiden Anwendungsfällen wird der Befestigungsbügel nur klemmend auf die C-Schiene aufgebracht; ein unmittelbares Anschrauben eines Befestigungsbügels (ohne Schienengehäuse) wird nicht vorgenommen.
Bezugszeichen, auch zur Ergänzung der Beschreibung, soweit nicht dort erwähnt.
10A 10B Befestigungsbügel
12A 12B Hauptkörper
14 Seitenteil
15 Anlageabschnitt
16 Einschnitt
19 Langloch
22A 22B Scharnierteil
24 24' Biegesteg
26 26.1 Biegelinie
B Breite eines Biegestegs
30A 30B Bohrung, Langloch
31A Bohrung, Langloch
32A 32B Haken
34A 34B Umlegeflügel
35A 35B Scharniergrundplatte
BB BB' Biegebewegung
K Klemmung
Ll Abmessung- Scharnierteil
L2 Abmessung Umlegeflügel
36 36' Kantungslinie (nach unten; nach oben
38 Gegenplatte
40 Stoßlappen
45 45' (zwei) Schraubbolzen
47 Schraube
48 Kontermutter
50 Profilschiene (C-Schiene)
52 (ebene) Unterlage
54 Hohlraum
100 Gegenstand (Schienenkasten)
100B Breite
102 Stromschiene
110 Bodenfläche
120 Seitenfläche
122 Kante (Hinterschneidung)
126 Umbördelung