CN112017861A - 一种可正面拆装电容的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可正面拆装电容的装置和方法，装置包括上母排(2)、电容安装板(9)和电容后端固定件(10)，所述电容(1)的前端与上母排(2)固定连接，所述电容(1)的后端与电容后端固定件(10)固定连接，所述电容安装板(9)上设有电容后端固定件卡接组件(9‑1)，所述电容后端固定件(10)能够从第一方向伸入所述电容后端固定件卡接组件(9‑1)内并在第二方向实现与所述电容后端固定件卡接组件(9‑1)卡接限位。本发明能够实现狭小空间正面水平方向的电容拆卸结构，并在安装时实现了电容正负极与母排的快速定位，避免了正负极的装反。

Description

一种可正面拆装电容的装置和方法

技术领域

本发明属于电容拆装技术领域，尤其涉及一种狭小空间可正面拆装电容的装置和方法。

背景技术

轨道交通领域目前车下设备体积整体越来越小，内部的模块与器件也越来越紧凑化，这样的好处是结构紧凑，降低整体质量，带来车辆运行时的能耗降低；同时对于车下设备的制作方来说，紧凑模块化的设计，就更加需要考虑其可靠性和便捷的维护性。

模块的安装最重要存在两种常规的结构形式。

1.制作成独立的小型模块，独立的、间隔的进行安装，采用散热器基板以下区域落入风道内，散热器基板以上的区域展现在可维护和操作区域内。

2.制作成中大型的模块，整个车下设备只安装一台或者二台该模块。

单个模块的组装一般采用的结构形式，基本由散热器、IGBT、驱动板、二极管、母排、支撑电容等组成，其控制部分可以设置在模块上，也可以就近设置在其附件区域，这个根据需求不同而进行组合，而常规的电容一般都是电容厂家结合市场的需求制作的批量性的电容产品，其结构尺寸基本已经定型，安装方式也基本定型，那么采用该种电容常规的安装方式(如图1所示)为电容一端的正负极与母排用螺栓进行固定，固定时由于电容的正负极是在圆柱形的基础上设置的，而另一端的外螺纹杆是一根处于轴心的位置，那么正负极与母排对应的孔在安装时，就需要仔细看清楚，不然有可能电容的正负极与母排的正负极装反，造成严重的后果，而电容的另一端与安装板用螺母进行固定；此种方式的固定能够满足振动冲击以及紧凑的布局，但是此种方式的不足处在于，不能够从正面操作和拆除该电容，或者拆除电容下部的器件，(因为周围要么空间狭小，要么其固定面被其他器件遮挡，要么手和工具无法寻找到螺母)此时就需要整体把该模块取出来，安照当初装配的顺序，反向操作一步步拆除，其存在维护性不便利的因素。

还有一种采用定制的电容进行固定的形式，定制的电容一般体积和质量较大(相当于把6-8个上述的电容进行了组合，外部采用铝壳进行焊接成型，定制电容外部看起来好比一个长方体形状)，此种定制电容基本上需要整体拆除模块，才能取出，因为其自身过重，安装环境高度不够，无法在狭小的车下设备柜内进行取出，同时定制电容适用于车下设备制造商定型的大批量产品(因为是定制，其成本没有形成批量的订单时，无法实现成本的下降)，对比电容厂家本身开发投入市场已经定型的电容，该种定制电容成本上不占有优势。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种狭小空间可正面拆装电容的装置和方法，通过简单的结构设置，能够实现狭小空间正面水平方向的电容拆卸，并在安装时实现了电容正负极与母排的快速定位，避免了正负极的装反。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可正面拆装电容的装置，包括上母排、电容安装板和电容后端固定件，所述电容的前端与上母排固定连接，所述电容的后端与电容后端固定件固定连接，所述电容安装板上设有电容后端固定件卡接组件，

所述电容后端固定件能够从第一方向伸入所述电容后端固定件卡接组件内并在第二方向实现与所述电容后端固定件卡接组件卡接限位。

进一步地，所述电容后端固定件包括一凸出部，所述电容后端固定件卡接组件上包括一限位孔，在所述第二方向上所述凸出部插入所述限位孔内。

进一步地，所述电容后端固定件包括固定件本体和与固定件本体的一个侧面固定连接的腰形垫圈，自所述腰形垫圈的表面向固定件本体内攻有一电容固定螺纹孔。

进一步地，所述固定件本体的表面开设有一圆柱孔，自所述圆柱孔的底面到固定件本体的相对表面贯穿有一螺栓安装孔，所述螺栓安装孔内安装有一外六角螺栓，所述外六角螺栓凸出所述固定件本体的相对表面的部分形成所述凸出部。

进一步地，所述电容后端固定件卡接组件包括开设于电容安装板表面上的能够使得电容后端固定件在所述第一方向上穿过的孔部分和自电容安装板表面向内弯折的折弯边，所述限位孔开设于折弯边上。

进一步地，所述孔部分包括圆孔、螺栓避让缺口和折弯边缺口，所述折弯边向内弯折后形成所述折弯边缺口，所述限位孔为腰型孔。

进一步地，还包括电容定位工装平台，所述电容定位工装平台用于在电容的后端面上画上一记号线，当将电容后端固定件安装至所述记号线时，所述电容后端固定件在第二方向与所述电容后端固定件卡接组件卡接限位后，所述电容的前端安装位置与上母排的安装位置相对应。

进一步地，所述电容定位工装平台包括绝缘安装平台、绝缘安装板、记号线定位板，所述绝缘安装板固定于绝缘安装平台上，所述绝缘安装板上设置有电容正极位置对应安装孔和电容负极位置对应安装孔，所述记号线定位板的上表面上开设有记号线孔，下表面两侧开设有记号线定位板固定孔，当所述电容的前端与所述绝缘安装板上的电容正极位置对应安装孔和电容负极位置对应安装孔，通过螺栓安装固定后，将所述记号线定位板放置于电容的外部，通过记号线定位板固定孔与绝缘安装板固定定位，通过记号线孔在电容的后端表面上画上相应的记号线。

进一步地，还包括安装螺栓、上母排绝缘支撑座、散热器、IGBT、下母排、驱动板，所述上母排通过所述安装螺栓与电容的前端和上母排绝缘支撑座固定连接，所述IGBT和驱动板安装于散热器上，所述下母排位于IGBT和驱动板上部、电容的下部，所述电容安装板安装于散热器上。

根据上述的可正面拆装电容的装置的电容安装方法，包括以下步骤：

步骤一：电容与电容后端固定件在电容定位工装平台上进行组装：将所述绝缘安装板固定于绝缘安装平台上，然后将所述电容的前端与所述绝缘安装板上的电容正极位置对应安装孔和电容负极位置对应安装孔，通过螺栓对应安装固定，将所述记号线定位板放置于电容的外部，通过记号线定位板固定孔与绝缘安装板固定定位，通过记号线孔在电容的后端表面上画上相应的记号线，直至所有的电容都画上记号线，最后根据要求旋拧电容后端固定件，依据对应型号电容扭矩值范围内，将其旋拧到底，直到电容后端固定件对应记号线位置停止(L型直角定位线)；

步骤二：电容的安装：将电容后端上的电容后端固定件在第一方向放入电容后端固定件卡接组件的孔部分内，转动所述电容直至在所述第二方向上所述外六角螺栓的凸出部插入所述限位孔内，此时所述电容的前端安装位置与所述上母排的安装位置相对应，使用安装螺栓将电容和上母排固定连接。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)本发明电容的后端与电容后端固定件固定连接，电容安装板上设有电容后端固定件卡接组件，电容后端固定件能够从第一方向伸入所述电容后端固定件卡接组件内并在第二方向实现与电容后端固定件卡接组件卡接限位，通过这样的旋转卡接的方式可快速实现盲区正面水平抽拔出电容；

(2)本发明电容后端固定件的结构设计简单、合理、巧妙，与电容后端固定件卡接组件配合可实现电容的后端快速、准确地安装；

(3)本发明包括电容定位工装平台，电容定位工装平台用于在电容的后端面上画上一记号线，当将电容后端固定件安装至记号线时，电容后端固定件在第二方向与电容后端固定件卡接组件卡接限位后，电容的前端安装位置与上母排的安装位置相对应，即可实现电容的后端安装完成后电容的前端的正负极安装孔与上母排的正负极安装位置正好对应，可实现电容的快速安装并可避免电容的正负极装反。

附图说明

图1是现有技术的电容安装装置的结构示意图。

图2是本发明本发明可正面拆装电容的装置的第一视角结构示意图。

图3是本发明本发明可正面拆装电容的装置的第二视角结构示意图。

图4是本发明本发明可正面拆装电容的装置的第一视角拆分结构示意图。

图5是本发明本发明可正面拆装电容的装置的第二视角拆分结构示意图。

图6是电容后端固定件的立体结构第一视角示意图。

图7是电容后端固定件的立体结构第二视角示意图。

图8是电容后端固定件的主视图。

图9是电容后端固定件的仰视图。

图10是电容后端固定件的侧视图。

图11是电容定位工装平台的主视图。

图12是电容后端固定件的俯视图。

图13是绝缘安装板的主视图。

图14是记号线定位板的主视图。

图15是记号线定位板的俯视图。

图16是上母排绝缘支撑座的立体结构示意图。

图17是上母排绝缘支撑座的主视图。

图18是上母排绝缘支撑座的侧视图。

图19是电容安装板的第一视角立体结构示意图。

图20是电容安装板的主视图。

图21是图20中A部分局部视图。

图22是电容安装板的第二视角立体结构示意图。

图23是图22中B部分局部视图。

图24是电容后端固定件安装前和安装完成状态示意图。

图25是图24中M部分局部视图。

图26是图24中N部分局部视图。

图27是电容后端固定件两个不同方向旋转示意图。

图28是图27中C部分局部视图。

图29是图27中D部分局部视图。

图30是电容后端固定件安装过程示意图。

图31是图30中E部分局部视图。

图32是可正面拆装电容的装置的侧视图。

图33是图32的A-A向剖视图。

图34是图33中F部分局部视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于电机本身而言，由电机外壳外部指向电机外壳内部的方向为内，反之为外；而非对本发明的装置结构的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

如图2-31所示，一种可正面拆装电容的装置，包括上母排2、电容安装板9和电容后端固定件10，所述电容1的前端与上母排2固定连接，所述电容1的后端与电容后端固定件10固定连接，所述电容安装板9上设有电容后端固定件卡接组件9-1，

结合图24-29，所述电容后端固定件10能够从第一方向伸入所述电容后端固定件卡接组件9-1内并在第二方向实现与所述电容后端固定件卡接组件9-1卡接限位。

优选地，结合图6-10、19-23所述电容后端固定件10由厚铝板切削制作而成，包括一凸出部，所述电容后端固定件卡接组件9-1上包括一限位孔9-6，在所述第二方向上所述凸出部插入所述限位孔9-6内，所述电容后端固定件10包括固定件本体10-1和与固定件本体10-1的一个侧面固定连接的腰形垫圈10-2(垫圈10-2与本体10-1采用焊接形成，这样做有利于减少机加工，减少成本)，自所述腰形垫圈10-2的表面向固定件本体10-1内攻有一电容固定螺纹孔10-3(用于连接电容外螺纹螺杆)，所述固定件本体10-1的表面开设有一圆柱孔10-5，自所述圆柱孔10-5的底面到固定件本体10-1的相对表面贯穿有一M6螺栓安装孔，所述螺栓安装孔内安装有一M6*16外六角螺栓10-4，所述外六角螺栓10-4凸出所述固定件本体10-1的相对表面的部分形成所述凸出部(凸出本体表面4mm)，所述电容后端固定件卡接组件9-1包括开设于电容安装板9表面上的能够使得电容后端固定件10在所述第一方向上穿过的孔部分和自电容安装板9表面向内弯折的折弯边9-5，所述限位孔9-6开设于折弯边9-5上，所述孔部分包括圆孔9-3、螺栓避让缺口9-2和折弯边缺口9-4，所述折弯边9-5向内弯折后形成所述折弯边缺口9-4，所述限位孔9-6为腰型孔。

优选地，结合图11-15，还包括电容定位工装平台，所述电容定位工装平台用于在电容1的后端面上画上一记号线11-1，当将电容后端固定件10安装至所述记号线11-1时，所述电容后端固定件10在第二方向与所述电容后端固定件卡接组件9-1卡接限位后，所述电容1的前端安装位置与上母排2的安装位置相对应。

优选地，所述电容定位工装平台包括绝缘安装平台12、绝缘安装板14、记号线定位板11，所述绝缘安装板14固定于绝缘安装平台12上，所述绝缘安装板14上设置有电容正极位置对应安装孔14-1和电容负极位置对应安装孔14-2(安装孔处印刷了对应的+和-的符号)，该电容正极位置对应安装孔14-1和电容负极位置对应安装孔14-2对应的位置对应的是实际安装时上母排2上的两个对应安装位置，所述记号线定位板11(所述的记号线定位板11由钢板折弯而成)的上表面上开设有记号线孔11-1，下表面两侧开设有记号线定位板固定孔11-2(与定位螺钉13对应)，中间设置的圆孔与电容外螺纹螺杆对应，当所述电容1的前端与所述绝缘安装板14上的电容正极位置对应安装孔14-1和电容负极位置对应安装孔14-2安装固定后(从安装平台的底部装入M8螺栓15)，将所述记号线定位板11放置于电容1的外部(从上往下放入，穿过电容外螺纹杆和绝缘安装板的定位螺钉13)，通过记号线定位板固定孔11-2与绝缘安装板14固定定位，通过记号线孔11-1用红色记号笔在电容1的后端表面上画上相应的记号线。

优选地，结合图16-18，上母排绝缘支撑座4，由绝缘材料制作而成，主要包括用于支撑电容的对应圆弧缺口4-1、底部固定通孔4-2、M8内螺纹孔4-3(与上母排内侧固定)、套筒工具避让缺口4-4。

优选地，结合图2-5，还包括安装螺栓3、上母排绝缘支撑座4、散热器5、IGBT6、下母排7、驱动板8，所述上母排2通过所述安装螺栓3与电容1的前端和上母排绝缘支撑座4固定连接，所述IGBT6安装于散热器5上，所述和驱动板8安装在IGBT上，所述下母排7位于IGBT6和驱动板8上部、电容1的下部，所述电容安装板9安装于散热器5上。

结合图24-31，本发明的可正面拆装电容的装置的电容拆装方法，包括以下步骤：

步骤一：为了保证电容后端固定件10安装完成后电容1的前端的两个螺纹孔(电容正负接线端)与上母排2的两个对应安装位置相对应，需要设置电容后端固定件10的安装固定位置，使得电容后端固定件10处于该安装固定位置时正好满足上述条件，因此首先电容1与电容后端固定件10在电容定位工装平台上进行组装：结合图11-15，将所述绝缘安装板14固定于绝缘安装平台12上，然后将所述电容1的前端与所述绝缘安装板14上的电容正极位置对应安装孔14-1和电容负极位置对应安装孔14-2通过螺栓对应安装固定，将所述记号线定位板11放置于电容1的外部，通过记号线定位板固定孔11-2与绝缘安装板14固定定位，通过记号线孔11-1在电容1的后端表面上画上相应的记号线，直至所有的电容1都画上记号线，最后根据要求旋拧电容后端固定件10，依据对应型号电容扭矩值范围内，将其旋拧到底，直到电容后端固定件10对应记号线位置停止(L型直角定位线)；

步骤二：电容1的安装：首先将IGBT6安装在散热器5上，以及将驱动板8安装在IGBT6上，再将上母排绝缘支撑座4安装在散热器5上，然后安装上下母排(下母排设置在IGBT上部)，再安装上电容安装板9，此时即可将组合好的电容，从正面(详见附图2箭头指向)塞入电容安装板9的异形缺口中，具体地，将电容1后端上的电容后端固定件10在第一方向放入电容后端固定件卡接组件9-1的孔部分内(图24-25所示)，顺时针90度转动所述电容1直至在所述第二方向上所述外六角螺栓10-4的凸出部插入所述限位孔9-6内(图24、26所示)，由于折弯边9-5的存在，逆时针无法转动电容(如图28所示)，此时所述电容1的前端安装位置与所述上母排2的安装位置相对应，此时凸出部插入并卡接于所述限位孔9-6内，因为电容后端固定件，较重的一侧平铺压在电容安装板异型缺口的折弯边上，不会因为长期的振动而产生旋转，同时其解决了电容后端固定件中腰型垫圈与电容安装板内侧之间间隙问题(预留间隙是为了消除，在旋转时其由于加工误差而产生的间隙不够，旋转过紧，摩擦电容安装板内侧)并形成了对电容前后水平方向的卡位限制(具体参见附图32-34)；使用安装螺栓3将电容1和上母排2固定连接。然后将上母排2通过M8*16的螺栓与上母排绝缘支撑座4、下母排7进行固定即完成电容的组装，正面拆除该电容时，可以将正面的几个M8组合螺栓拆除，即可将电容取出，此时的电容，前端水平躺在上母排绝缘支撑座4上，后端被限制在电容安装板的异形缺口内，逆时针转动电容90度，在对应的竖向异型缺口中，向正面拔出，即可完成电容的拆卸。

本发明极大地提高了检修和更换电容下部以及后部区域的效率，在狭小空间内实现了无需整体拆除模块来进行维护更换的效果，通过简单的结构形式，实现了高效、合理、可靠的固定结构。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可正面拆装电容的装置，其特征在于，包括上母排(2)、电容安装板(9)和电容后端固定件(10)，所述电容(1)的前端与上母排(2)固定连接，所述电容(1)的后端与电容后端固定件(10)固定连接，所述电容安装板(9)上设有电容后端固定件卡接组件(9-1)，

所述电容后端固定件(10)能够从第一方向伸入所述电容后端固定件卡接组件(9-1)内并在第二方向实现与所述电容后端固定件卡接组件(9-1)卡接限位。

2.根据权利要求1所述的可正面拆装电容的装置，其特征在于，所述电容后端固定件(10)包括一凸出部，所述电容后端固定件卡接组件(9-1)上包括一限位孔(9-6)，在所述第二方向上所述凸出部插入所述限位孔(9-6)内。

3.根据权利要求2所述的可正面拆装电容的装置，其特征在于，所述电容后端固定件(10)包括固定件本体(10-1)和与固定件本体(10-1)的一个侧面固定连接的腰形垫圈(10-2)，自所述腰形垫圈(10-2)的表面向固定件本体(10-1)内攻有一电容固定螺纹孔(10-3)。

4.根据权利要求3所述的可正面拆装电容的装置，其特征在于，所述固定件本体(10-1)的表面开设有一圆柱孔(10-5)，自所述圆柱孔(10-5)的底面到固定件本体(10-1)的相对表面贯穿有一螺栓安装孔，所述螺栓安装孔内安装有一外六角螺栓(10-4)，所述外六角螺栓(10-4)凸出所述固定件本体(10-1)的相对表面的部分形成所述凸出部。

5.根据权利要求4所述的可正面拆装电容的装置，其特征在于，所述电容后端固定件卡接组件(9-1)包括开设于电容安装板(9)表面上的能够使得电容后端固定件(10)在所述第一方向上穿过的孔部分和自电容安装板(9)表面向内弯折的折弯边(9-5)，所述限位孔(9-6)开设于折弯边(9-5)上。

6.根据权利要求5所述的可正面拆装电容的装置，其特征在于，所述孔部分包括圆孔(9-3)、螺栓避让缺口(9-2)和折弯边缺口(9-4)，所述折弯边(9-5)向内弯折后形成所述折弯边缺口(9-4)，所述限位孔(9-6)为腰型孔。

7.根据权利要求6所述的可正面拆装电容的装置，其特征在于，还包括电容定位工装平台，所述电容定位工装平台用于在电容(1)的后端面上画上一记号线(11-1)，当将电容后端固定件(10)安装至所述记号线(11-1)时，所述电容后端固定件(10)在第二方向与所述电容后端固定件卡接组件(9-1)卡接限位后，所述电容(1)的前端安装位置与上母排(2)的安装位置相对应。

8.根据权利要求7所述的可正面拆装电容的装置，其特征在于，所述电容定位工装平台包括绝缘安装平台(12)、绝缘安装板(14)、记号线定位板(11)，所述绝缘安装板(14)固定于绝缘安装平台(12)上，所述绝缘安装板(14)上设置有电容正极位置对应安装孔(14-1)和电容负极位置对应安装孔(14-2)，所述记号线定位板(11)的上表面上开设有记号线孔(11-1)，下表面两侧开设有记号线定位板固定孔(11-2)，当所述电容(1)的前端与所述绝缘安装板(14)上的电容正极位置对应安装孔(14-1)和电容负极位置对应安装孔(14-2)安装固定后，将所述记号线定位板(11)放置于电容(1)的外部，通过记号线定位板固定孔(11-2)与绝缘安装板(14)固定定位，通过记号线孔(11-1)在电容(1)的后端表面上画上相应的记号线。

9.根据权利要求8所述的可正面拆装电容的装置，其特征在于，还包括安装螺栓(3)、上母排绝缘支撑座(4)、散热器(5)、IGBT(6)、下母排(7)、驱动板(8)，所述上母排(2)通过所述安装螺栓(3)与电容(1)的前端和上母排绝缘支撑座(4)固定连接，所述IGBT(6)安装于散热器(5)上，所述驱动板(8)安装在IGBT(6)上，所述下母排(7)位于IGBT(6)和驱动板(8)上部、电容(1)的下部，所述电容安装板(9)安装于散热器(5)上。

10.根据权利要求9所述的可正面拆装电容的装置的电容安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：电容(1)与电容后端固定件(10)在电容定位工装平台上进行组装：将所述绝缘安装板(14)固定于绝缘安装平台(12)上，然后将所述电容(1)的前端与所述绝缘安装板(14)上的电容正极位置对应安装孔(14-1)和电容负极位置对应安装孔(14-2)用螺栓对应安装固定，将所述记号线定位板(11)放置于电容(1)的外部，通过记号线定位板固定孔(11-2)与绝缘安装板(14)固定定位，通过记号线孔(11-1)在电容(1)的后端表面上画上相应的记号线，直至所有的电容(1)都画上记号线，最后根据要求旋拧电容后端固定件(10)，在对应型号电容扭矩值范围内，将其旋拧到底，直到电容后端固定件(10)对应记号线位置停止；

步骤二：电容(1)的安装：将电容(1)后端上的电容后端固定件(10)在第一方向放入电容后端固定件卡接组件(9-1)的孔部分内，转动所述电容(1)直至在所述第二方向上所述外六角螺栓(10-4)的凸出部插入所述限位孔(9-6)内，此时所述电容(1)的前端安装位置与所述上母排(2)的安装位置相对应，使用安装螺栓(3)将电容(1)和上母排(2)固定连接。

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