CN112119550B - 结构柱和包括所述结构柱的用于电气柜的模块结构 - Google Patents

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Abstract

“结构柱和包括所述结构柱的用于电气柜的模块结构”包括结构柱(1)，其基于单个部件精确地限定用于电气柜的模块结构(19)的两个边缘或顶点。模块结构(19)具有四个垂直定位的结构柱(1)和至少八个水平梁(20)，其通过螺钉(21)连接在一起。本发明还在结构柱(1)的元件之间引入了一种创新性连接，该元件通过焊接部(6)并借助于限制器(12)、定位凸片(11)和斜切面(9)连接在一起。因此，本发明保证了模块结构的完美方形和电气柜的正确竖立，而不需要高度专业化的劳动力。

Description

结构柱和包括所述结构柱的用于电气柜的模块结构
技术领域
本发明包含在电气控制和激励装置的应用领域中，更准确地，包含在机柜和电气外壳的领域中。
本发明提供了一种创新性的结构柱以及一种用于电气柜的模块结构，其相对于现有技术中的类似物品呈现出各种优点，特别是在组装的容易性、机械强度及其制造成本的显著降低方面。
背景技术
电气柜或外壳、箱或面板(因为其也是已知的)是通常广泛用于工业中的重要电气装置。
其基本功能是在工业工厂中激励和/或控制设备、装置、工作区域或单元，以适应几乎所有工业领域、自动化领域和/或服务领域。
电气柜通常分成隔室或抽屉，其具有用于各种目的的多种安装部件。
目前，现有技术提出了用于制造电气柜的若干解决方案。这通常开始于组装包括金属型材的平行六面体形状的底座结构，该底座结构用作支撑电气柜的其他部件的装置，该其他部件例如是门、横杆、组装板、机械部件、电气部件和电子部件等。
现有技术解决方案涉及焊接底座结构的所有金属型材或通过其他紧固装置(例如螺钉)将金属型材进行模块化组装。尽管两种解决方案都具有某些优点，但是其存在有待克服的缺点。
一方面，焊接结构具有很大的机械强度。另一方面，由于其需要专业化的劳动力并且在焊接后不能拆卸，所以在结构的组装和运输中存在很大的困难。
涉及金属型材的完全模块化组装的现有技术解决方案现在其运输和组装方面展现出很大的实用性。然而，这些用于电气柜的底座结构的拐角或顶点大部分由Zamak合金的注射部件制成。Zamak是包括锌、铝、镁和铜的金属合金的名称，其高成本是众所周知的，这最终反映在电气柜的最终制造成本中。
然而，通常，关于宽度、深度和高度的金属型材的正确垂直组装的现有技术解决方案具有缺点，需要使用熟练的劳动力和/或适当的设备。因此，组装电气柜是一项艰巨的任务，并且成本高。
专利文献PI8406283介绍了一种用于配电柜的箱形框架，其中，拐角的接合通过Zamak中的压铸连接来进行，其具有三个装配点。然而，这种类型的解决方案除了使得不可能在金属型材和连接件之间进行焊接之外还具有高成本，从而损害了所述箱形框架的机械稳定性。
因此，显而易见的是，现有技术将受益于引入具有高机械强度和稳定性的模块化机柜结构。然而，现有技术将受益于由低成本金属合金制造的具有实用、快速和安全的组装的模块结构。
本发明的目的
本发明的目的是引入一种创新性的结构柱，其装配元件附接到形成单个主体的垂直型材，特别适合于用于电气柜的模块结构的组装。
此外，本发明的目的是提供一种用于电气柜的模块结构，其具有简单的组装和高的机械强度，由上述结构柱实现。
本发明的另一目的在于引入用于电气柜的模块结构的部件之间的创新性的连接，这确保了以实用且完美的方形进行此模块结构的组装。
本发明的目的还在于提供一种基于包含组装接合器以及支撑系统和螺钉的联接元件的紧固系统。
本发明的概述
本发明的目的通过引入一种结构柱来实现，该结构柱从单个部件精确地确定用于电气柜的模块结构的两个拐角或顶点。由于引入了存在于结构柱中的创新性的联接元件，所以这种构造是可能的。
本发明的目的通过引入一种用于电气柜的模块结构来实现，其包括至少四个垂直定位的结构柱和至少八个水平梁。结构柱和水平梁通过装配元件接合在一起。
本发明的目的还通过在结构柱的装配元件之间引入创新性的接头来实现，该装配元件通过焊接并借助于限制器、定位凸片和接合器接合在一起。因此，本发明保证了模块结构的完美方形和电气柜的正确组装，而不需要专业化的劳动力。
本发明的目的还通过引入包含组装接合器的联接元件来实现，提供该组装接合器以引入连接水平梁的支撑件，以便将其引导到正确的组装位置，此支撑件通过两个螺钉固定。
最后，本发明的目的通过引入一种模块结构来实现，该模块结构可以完全由低成本金属材料(例如碳钢)制造，从而显著降低了电气柜的制造成本。
附图的简要说明
从将基于以下附图进行的详细描述中，本发明的主题在其技术方面将是完全清楚的，其中：图1示出了结构柱的前视图；图2示出了结构柱的分解前视图；图3示出了结构销钉的顶视图；图4示出了结构销钉的横截面的顶视图；图5示出了联接元件的前视图；图6示出了联接元件的后视图；图7示出了联接元件的前视图；图8示出了联接元件的顶视图；图9示出了垂直型材的前视图；图10示出了装配元件的分解前视图；图11示出了装配元件的分解后视图；图12示出了装配元件的前视图；图13示出了装配元件的后视图；图14示出了装配元件的横截面的顶视图；图15示出了结构销钉和联接元件之间的连接的横截面的近似顶视图；图16示出了结构柱的近似分解后视图；图17示出了结构柱的近似后视图；图18示出了结构柱和两个水平梁之间的连接的近似分解后视图；图19示出了结构柱和两个水平梁之间的连接的近似视图；图20示出了框架柱和两个水平梁之间的装配的近似视图；图21示出了模块结构的分解图以及；图22示出了组装的模块结构的视图。
本发明的详细说明
根据上述附图所示，本专利申请在其优选实施方式中提供了一种结构柱(1)，其包括两个用于接合水平梁的装配元件，以下称为接合元件(2)，该装配元件对称地布置在所述结构柱(1)的端部处，通过焊接到装配元件(2)的垂直型材(3)连接。与现有技术中已知的任何构造不同，结构柱(1)从单个部件确定电气柜的模块结构(19)的两个拐角或顶点。
每个装配元件(2)包括结构销钉(4)和两个相对于结构销钉(4)垂直布置的联接元件(5)。在装配元件(2)中，联接元件(5)通过形成在所述部件之间的接触区域中的焊接部(6)附接到结构销钉(4)。
结构销钉(4)，作为装配元件(2)的组成部件，包括基本上平行六面体形状的部件，在其上部中设置有盲孔(7)。围绕结构销钉(4)的盲孔(7)的区域具有圆形凸起(8)。结构销钉(4)的下部具有带圆形顶点的平坦表面。结构销钉4的中心部分具有四个接合器(9)，即，以45°切割，这产生了适于容纳联接元件(5)的区域，允许这些部件的完美方形和随后的焊接，如图14和图15所示。接合器(9)位于结构销钉(4)的垂直边缘上，即，在侧面和正面之间的交叉处以及侧面和背面之间的交叉处。
联接元件(5)，作为装配元件(2)的另一组成部件，包括“C”形冲压件。联接元件(5)的上表面和下表面都具有沿着其长度均匀分布的孔(10)。在一端处，联接元件(5)具有与所述联接元件(5)的下表面共面的“L”形定位折片(11)、以及相对于定位折片(11)垂直地设置的也是“L”形的限制器(12)。定位折片(11)具有辅助联接元件(5)和结构销钉(4)之间的垂直定位和连接的功能，确保了模块结构(19)的正确组装，而不需要高度熟练的劳动力或复杂的斜接设备。限制器(12)具有在组装模块结构(19)期间限制水平梁(20)的自由移动的功能，从而确保了所述水平梁(20)与结构柱(1)之间的完美布置。定位折片(11)和限制器(12)必须具有足够的面积，以分别密封垂直型材(3)和水平梁(20)的矩形框架(14、24)，其在下面详细描述。联接元件(5)在其上侧(51)上具有方形形式的组装槽，该组装槽靠近其中心部分。所述组装槽(51)具有接收连通元件(52)的功能，该连通元件具有下组装折片(53)和两个彼此相对的组装孔(54)。所述连通元件(52)连接水平梁(20)，使得下组装折片(52)装配到相应的方形孔中的一个中，因此从与组装槽(51)装配的后部将水平梁(20)的圆形孔与联接元件(5)的孔对准，确保了通过将连通元件(52)连接到水平梁(20)和联接元件(5)的两个螺钉来组装该结构。
结构柱(1)的垂直型材(3)组成部件包括具有成直角的两个侧面(13)的封闭管状型材，该侧面在其端部处具有矩形框架(14)。封闭管状型材的封闭通过位于矩形框架(14)之间并通过中间区域(16)与其连接的中心折片(15)来实现。在其优选构造中，中心折片(15)面向模块结构(19)的外部。垂直型材(3)沿着其长度具有多个以直角均匀分布在中心折片(15)中和侧面(13)中的孔(17)，这使得电气组件能够具有各种构造，这些孔是圆形的、矩形的和方形的。
在制造结构柱(1)时，两个装配元件(2)通过形成在部件之间的接触部中、特别是形成在定位折片(11)和中间区域(16)之间以及限制器(12)和结构销钉(4)之间的接触部中的焊接部(18)对称地附接到垂直型材(3)的端部。
在结构柱(1)上形成的焊接部保证了部件的优异机械强度，并且因此保证了由所述结构柱(1)组装的模块结构(19)的优异机械强度。
模块结构(19)本身包括至少四个结构柱(1)和至少八个水平梁(20)，其通过分别定位在联接元件(5)和水平梁(20)的孔(10、27)中的螺钉(21)彼此连接。根据每个电气柜设计的规格，结构柱(1)和两个水平梁(20)之间的连接由至少十六个且至多三十二个螺钉(21)形成。替代地，可以使用铆钉或其他紧固装置。
水平梁(20)包括几何形状类似于垂直型材(3)的封闭管状型材，其包含若干均匀分布的孔，这些孔是圆形的、矩形的和方形的；其中表面(22)和下侧(23)形成直角。然而，尽管一侧在其端部处具有矩形框架(24)，但是另一侧具有外折片(25)，通过该外折片封闭该封闭管状型材。在矩形框架(24)和外折片(25)之间，存在垂直于所述外折片(25)的平坦区域(26)。水平梁(20)的下表面(23)和平坦区域(26)具有与联接元件(5)的孔(10)相对应的孔(27)。
形成在柱(1)上的焊接部(6，18)通过电弧焊工艺而形成。
模块结构(19)的所有部件，即结构柱(1)、水平梁(20)和螺钉(21)都是金属的，由碳钢的金属合金制成。
在其优选的构造中，模块结构(19)具有平行六面体形状并且构成用于支撑和组装电气柜的各种部件的装置，该部件例如是组装板、门、锁、底座、组装板、按钮、机械装置、电气装置和电子装置等。
有利地，本发明引入了一种模块结构(19)，其拐角接头已经通过结构柱(1)而完全地集成到高度型材中。由这种创新性的构造提供的机械强度和稳定性允许模块结构(19)牢固地支撑电气柜的所有组成元件，其通常呈现严苛的操作条件，特别是高电流和高温。
模块结构(19)中存在的另一优点在于，与现有技术中通常使用的Zamak合金相比，其可能完全由低成本金属合金制造。因此，电气柜的制造成本可显著降低，从而保持了其操作所需的机械坚固性和结构稳定性。
这里引入的模块结构(19)所呈现的另一技术优点包括其尺寸的通用性，因为结构柱(1)和水平梁(20)尺寸可根据每种电气柜设计的需要来确定。换句话说，宽度、深度和高度的尺寸根据每个客户的需要来选择。
本发明的模块结构(19)的又一优点在于，其可以作为例如包括结构柱(1)、水平梁(20)和螺钉(21)的未组装套件出售，从而允许在运输及其储存方面节省空间。
通常，可以说本发明令人惊讶地和出乎意料地结合了当前现有技术解决方案的优点，即，焊接的坚固性和模块组件的实用性，同时克服了其缺点。
应理解，本描述并非将本申请限制于本文描述的细节，并且在权利要求的范围内，本发明能够具有其他形式并以各种方式使用或执行。尽管已经使用了特定术语，但是这种术语应在一般且描述性的意义上解释，而不是为了限制的目的。

Claims (14)

1.用于实现电气柜的模块结构的结构柱，其特征在于，所述结构柱包括通过焊接部对称地附接到垂直型材(3)的端部的两个装配元件(2)，所述焊接部形成在部件之间的接触部上，以便形成单个主体；每个装配元件(2)由结构销钉(4)和相对于所述结构销钉(4)垂直布置的两个联接元件(5)组成；在装配元件(2)中，联接元件(5)通过形成在所述部件之间的接触区域上的焊接部(6)附接到所述结构销钉(4)；联接元件(5)包括“C”形冲压件；所述联接元件(5)的上表面和下表面均具有沿着它们的长度均匀分布的孔(10)；在一端处，所述联接元件(5)具有与所述联接元件(5)的下表面共面的L形定位折片(11)和相对于所述定位折片(11)垂直布置的也是“L”形的限制器(12)。
2.根据权利要求1所述的结构柱，其特征在于，形成在所述结构柱(1)上的所述焊接部(6)通过电弧焊工艺来制造。
3.根据权利要求1所述的结构柱，其特征在于，所述结构销钉(4)包括基本上平行六面体形状的部件，在所述结构销钉的上部中设置有盲孔(7)；围绕所述结构销钉(4)的所述盲孔(7)的区域具有圆形凸起(8)；所述结构销钉(4)的下部具有带圆形顶点的平坦表面；所述结构销钉(4)的中心部分具有四个接合器(9)，即，以45°切割，这形成了适于容纳所述联接元件(5)的区域；所述接合器(9)位于所述结构销钉(4)的垂直边缘上，即，在侧面和正面之间的交叉处以及侧面和背面之间的交叉处。
4.根据权利要求1所述的结构柱，其特征在于，所述垂直型材(3)包括具有成直角的两个侧面(13)的封闭管状型材，所述侧面在它的端部处具有矩形框架(14)；所述封闭管状型材的封闭通过面向模块结构(19)的外侧且位于所述矩形框架(14)之间并经由中间区域(16)连接于此的中心折片(15)来执行；所述垂直型材(3)沿着它的长度具有以直角均匀分布在所述中心折片(15)和所述侧面(13)中的若干孔(17)。
5.根据权利要求4所述的结构柱，其特征在于，所述定位折片(11)和所述限制器(12)占据足够的面积以密封所述垂直型材(3)的所述矩形框架(14)。
6.根据权利要求1所述的结构柱，其特征在于，所述联接元件(5)在它的下表面上具有方形形状的组装槽(51)，所述组装槽靠近所述联接元件的中心部分。
7.根据权利要求6所述的结构柱，其特征在于，所述组装槽(51)用于接收连通元件(52)，所述连通元件具有下组装折片(53)和彼此相对的两个组装孔(54)。
8.根据权利要求7所述的结构柱，其特征在于，所述连通元件(52)连接水平梁(20)，使得所述下组装折片(52)装配在相应的方形孔中的一个中，从而从邻近所述组装槽(51)装配的后部将所述水平梁(20)的圆形孔与所述联接元件(5)的孔对准。
9.根据权利要求4所述的结构柱，其特征在于，所述焊接部形成在所述定位折片(11)与所述中间区域(16)之间以及所述限制器(12)与所述结构销钉(4)之间的接触部中。
10.从根据权利要求1至9中任一项所述的结构柱实现的用于电气柜的模块结构，所述模块结构具有平行六面体结构，所述模块结构构成用于支撑和组装电气柜的组成元件的装置，其特征在于，所述模块结构包括四个垂直定位的结构柱(1)和八个水平梁(20)；所述结构柱(1)和所述水平梁(20)通过螺钉(21)连接在一起；所述水平梁(20)包括封闭管状型材，其中表面和下侧形成直角；一个侧面在它的端部处具有矩形框架，而另一侧面具有外折片，通过所述外折片封闭所述封闭管状型材；在所述矩形框架和所述外折片之间是垂直于所述外折片的平坦区域；所述水平梁(20)的下表面和所述平坦区域具有与所述结构柱(1)的所述联接元件(5)的所述孔(10)相对应的孔。
11.根据权利要求10所述的模块结构，其特征在于，结构柱(1)和两个水平梁(20)之间的连接由至少十六个且至多三十二个螺钉(21)形成。
12.根据权利要求10所述的模块结构，其特征在于，替代地，所述结构柱(1)和所述水平梁(20)之间的连接由铆钉形成。
13.根据权利要求10所述的模块结构，其特征在于，所述定位折片(11)和所述限制器(12)占据足够的面积以密封所述垂直型材(20)的所述矩形框架。
14.根据权利要求10所述的模块结构，其特征在于，所述模块结构(19)的所有部件，即结构柱(1)、水平梁(20)和螺钉(21)都是金属的，由选自包括碳钢和高速钢的组的合金制成。
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