DE2913938C3

DE2913938C3 - Befestigungseinrichtung für ein Gehäuse-Verschlußteil, insbesondere für Schaltkästen mit elektrischen Schalteinrichtungen

Info

Publication number: DE2913938C3
Application number: DE2913938A
Authority: DE
Inventors: Hans Ing.(Grad.) 6908 Wiesloch Erndt
Original assignee: Frankl & Kirchner & Co KG Fabrik fur Elektromotoren Uelektrische Apparate 6830 Schwetzingen De GmbH
Current assignee: Frankl & Kirchner & Co KG Fabrik fur Elektromotoren Uelektrische Apparate 6830 Schwetzingen De GmbH
Priority date: 1979-04-06
Filing date: 1979-04-06
Publication date: 1982-01-07
Also published as: US4361350A; DE2913938B2; SG42783G; DE2913938A1; IT1140812B; FR2453581A1; GB2048574B; IT8021123A0; JPH0139307B2; ES249834U; PT71062A; HK59783A; PH20426A; BR8002070A; GB2048574A; ES249834Y; JPS55139050A; FR2453581B1

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 Defestigt 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 zylinder förmigen Querriegel, der zum Festlegen des Verschlußteiles an dem elektrischen Gerät durch eine Teilkreisdrehung des Befestigungsbolzen hinter entsprechende Anschlagflächen am Gerät gebracht 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 Fühmngsbahnen 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 Genäuse gedruckt, sondern gegen den Drehgriff des Befestigungsbolzens. Auch diese Befestigungseinrichtung dient nur zur Festlegung eines Venchlußteils 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 Kennzeichnüngsteiles von Anspruch 1 gelöst. Diese Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung bewirkt beim Anziehen des Schraub-

elenientes ein Einspannen des am oder im Gehäuse festzulegenden Konstruktionsteiles, 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 Verschiußteiles 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 Leiterplatten-Hauptebene.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Anspt liehen 2 bis 7.

Ein Ausführungsbeispie! 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 unverschraubtem Zustand und unterhalb ihrer Längsachse in ve'schra-ubtem 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 Leistungsversorgung 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, Gleichrichterbausätze 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 hervorsteher 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 großvolumyer Einheiten 5 erstreckt die Leiterplatte 6 lieh parallel zur Trennebene 10 zwischen dem Gehäuse 2 und einem als Deckel dienenden Verschlußteil 11, das in Richtung auf die Trennebene 10 haubenformig vorgezogene Ränder 12 .'um 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 Verschließen 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 Stütze 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 Zentrierkorper 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 ei"-·* den Schaft 18 umgebende Druckfeder, vorzugsweise in Form einer Schraubenfeder 30, angeordnet ist. Die Schraubenfeder 30 steht unter Vorspannung, so daß sie die Tendenz hat, das Schraubelement 15 der Befestigungseinrichtu.-g 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, pn 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 A lflage auf die Stirnflächen von Stützrippen und Stützen 7 bei Vorhandensein von wenigstens zwei Gewindestiften 19 mit als Zentrierkörper 21 wirkenden Bereichen in beiden Koordinatenrichtungen der Leiterplatten-Hauptebene eine eindeutige Lagepositionierung in bezug auf das Gehäuse 2.

Nach manuellem Andrücken gegen die entsprechen den Widerlager 20 können zur Erhöhung der mechars: sehen 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 Il auf die Trennebene 10 des Gehäuses ? 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 Verschlüflteiles 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 Verschlußteils 11 etwas größer, als der Abstand des als Anschlag dienenden Sicherungs-

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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 erleichtern

Da zudem der Innendurchmesser der zylindrischen Vertiefung 26 nur geringfügig größer ist, als der Außendurchmesser 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 Zentrierfahd 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.

Weiterhin 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 VerEehluBleU 11 fest in ssins end"'!!'.!"?- Stellung auf das Gehäuse 2 aufzusetzen* Andererseits ist in dieser Stellung der Abstand a"der Andrückfläche 36 von der zugewandten Oberseile 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 Zeichnungia

Claims

Patentansprüche:

1. Befestigungseinrichtung für ein Gehäuse-Verschlußteil, insbesondere für Schaltkasten 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-Oberfiäche 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) ausgestatte.· 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 Gewindeslift ausgebildeten Zentrierkörper (21) zentriert ist.

2. Befestigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einerseits am Gewindestift Ί9) einen frei vorragenden Gewindezapfen (22) sowie andererseits am schaftmutterähnlichen Schraubelement (15) ein. den Zentrierkörper (21) im Bereich der AnJnxkfläche (36) axial und radial mit Spiel übergreifend. 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 unverschrauUer 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 Verschlüßteil aber unverschraubter Befestigungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a") zwischen der Andruckfläche (36) und der zugewandten Oberseite des Konstruktionsteiles 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 Paketlä.-.ge der Druckfeder (30).