CN112128199A - 具有附接面板的电气外壳 - Google Patents

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Abstract

电气外壳，包括框架和通过至少一个自攻螺钉附接到该框架的至少一个面板，至少一个自攻螺钉穿过形成在面板中的孔口并且拧入到框架中。所述外壳还包括用于相对于面板中的孔口预定位螺钉的插座。螺钉能够以第一构造和第二构造被容纳在插座中，在第一构造中，螺钉的纵向轴线沿由插座限定的轴线延伸，在第二构造中，与在第一构造中相比，螺钉的与螺钉的头部相反的柄的端部沿着由插座限定的轴线从插座突出得更远。螺钉具有用于限制其通过拧紧插入到框架中的止挡件和用于局部移除施加到面板的涂层的至少一个凸出部。插座设置有用于容纳螺钉的每个凸出部的壳体，壳体布置为使得当螺钉处于第二构造时，凸出部朝向面板突出到插座的外部。

Description

具有附接面板的电气外壳
技术领域
本发明涉及一种电气外壳，该电气外壳包括框架和通过自攻螺钉附接到该框架的至少一个面板。
背景技术
在本发明的意义内，电气外壳是旨在容纳用于电流分配或机器控制的电气设备的外壳。这些电气设备可以包括电流分配块、断路器、逻辑控制器和其他装备。
已知的实践是由框架制造电气外壳，该框架通常由金属制成，阻挡该外壳的面的面板被添加到该框架，同时留出一个空闲的面用于安装铰接在框架上的门。将面板固定到电气外壳的框架的一种已知方法包括将螺钉引入到该面板中形成的孔口中以及将这些螺钉(通常是自攻螺钉)拧入框架中。可以在框架中设置预钻孔，以便将螺钉拧入其中，但是不确定在这些预钻孔中螺钉是否正确对齐，因此，即使使用了计量的拧紧力，每个螺钉所施加的将面板压在框架上的力可能太大或不够大，这会引起面板的塑性变形，或者相反，将面板非永久地固定到框架。在没有足够的力将面板压到框架上的情况下，由该面板或该框架承载以确保电气外壳内部容积与外部之间的密封的密封件可能无法充分压缩以使得它并不一定确保其功能。此外，在已知的装置中，面板和框架之间的等电位连结多半是通过电缆产生的，电缆在安装过程中必须连接到这些装置中的每一个，并且在外壳被拆除时必须与这些装置中的至少一个分开，这可能很冗长烦人的。
发明内容
本发明通过提出一种易于组装和快速组装、同时确保布置在该外壳的面板和框架之间的密封件的适当压缩的新颖的电气外壳以及提供一种在这些项目之间的等电位连结来着手解决这些缺点。
为此，本发明涉及一种电气外壳，该电气外壳包括框架和通过至少一个自攻螺钉附接到该框架的至少一个面板，该至少一个自攻螺钉穿过形成在面板中的孔口并且被拧入框架中。根据本发明，外壳还包括用于将螺钉相对于面板中的孔口预定位的插座。所述螺钉能够以第一构造和第二构造被容纳在插座中，在第一构造中，螺钉的纵向轴线沿由插座限定的轴线延伸，在第二构造中，与在第一构造中相比，螺钉的与该螺钉的头部相反的柄的端部沿着由插座限定的轴线从插座突出得更远。螺钉具有用于限制其通过拧紧插入到框架中的止挡件和用于局部移除施加到面板的涂层的至少一个凸出部。插座设置有用于容纳螺钉的每个凸出部的壳体，壳体布置为使得当螺钉处于第二构造时，凸出部朝向面板突出到插座的外部。
借助于本发明，插座使得可以将螺钉相对于其被引入的面板的孔口预定位，这避免了螺钉被倾斜地拧入外壳的框架中。此外，设置在螺钉上的止挡件使得可以在螺钉拧入期间限制螺钉到框架中的插入，这避免了在可能过大的拧紧力的作用下面板在其孔口附近塑性变形。而且，止挡件使用户知道他或她何时已经到达螺钉在框架中的适当拧紧位置，以至于布置在面板和框架之间的界面处的密封件被令人满意地压缩。最后，用于局部移除涂层的凸出部使得在将螺钉拧到框架上时，可以刮擦或移除涂层，例如施加到面板的油漆或清漆，使得在螺钉和面板之间建立等电位连结。而且，由于螺钉被拧入框架中，因此在螺钉和框架之间也建立了等电位连结。因此，设置在螺钉上的凸出部使得可以通过螺钉在面板和框架之间建立等电位连结，而不必使用电缆。
根据本发明的有利但非强制性的方面，这样的外壳可以结合以任何技术上可接受的组合采用的以下一个或多个特征：
-插座包括在孔口的周边处表面抵靠面板的部分。
-插座设置有用于接收和夹紧孔口的边缘的容积，并且当螺钉从第一构造过渡到第二构造时，由插座夹紧孔口的边缘的力增加。
-止挡件由形成在螺钉的柄上的周边轴环形成。
-在第一构造中，螺钉通过轴环与形成在插座中具有相应形式的壳体之间的形式配合而固定在插座中。
-螺钉在其头部附近具有用于局部移除涂层的多个凸出部，多个凸出部由围绕螺钉的柄布置的齿形成，并且齿被构造成当将插座安装在面板上并且当螺钉处于第二构造时，刮擦孔口的边缘，更具体地说，刮擦该边缘与面板的表面之间的连接边缘。
-插座包括环形部分和多个凸片，该环形部分限定用于部分地容纳螺钉的头部的壳体，该多个凸片共同限定由插座限定的轴线。
-凸片通过可分割的桥连结，该桥在所述螺钉从第一构造过渡到第二构造时在插座中断裂。
-用于容纳形成用于局部移除涂层的凸出部的齿的壳体相对于凸片(84)围绕由插座限定的轴线成角度地偏移。
-插座是由合成材料，特别是聚酰胺制成的一件式零件。
附图说明
基于以下纯示例性地并参考附图给出的根据其原理对电气外壳的实施例的描述，将更好地理解本发明，并且本发明的其他优点将变得更加显而易见，其中：
图1是根据本发明的电气外壳的局部剖开的透视图；
图2是同一外壳的透视图，从该外壳移除了侧面板和门；
图3是图1中细节III的放大视图；
图4是由属于图1至图3的外壳的螺钉和插座形成的子组件的在插入该外壳的面板的孔口期间的透视图；
图5是图4的子组件的分解透视图；
图6是当螺钉开始穿入孔口时沿图4中的平面VI的剖视图；
图7是当图4的由插座和螺钉形成的子组件被预先安装在面板上而螺钉尚未拧入外壳中时沿图1中的平面VII的局部放大剖视图；
图8是当将螺钉拧入外壳中时在与图7相同的平面中的剖视图；和
图9是如图8所示当螺钉被拧入框架中时包括的螺钉的纵向轴线的平行于图7和8的平面中的剖视图。
具体实施方式
在附图中表示的外壳2包括由金属结构形成的框架22，该框架22包括立柱222和横梁224，在外壳在平坦地板上的安装构造中，立柱基本竖直，而横梁基本水平。
外壳2还包括一定数量的面板24，这些面板附接到框架22并且限定了外壳2的两个左侧和右侧面、其背板、其顶板和其地板。
外壳2还包括以本身已知的方式铰接在框架22上的门26，该门使得当该门打开时可以接近外壳2的内部容积。
在下文中，更具体地描述了外壳2的左面板24附接到框架22的方式，该面板在图1和图2中可见。通过移位，该描述适用于其他面板24。
面板24设置有沿其纵向边缘分布的八个孔口242，这些孔口中的一个在图4和图6中尤其可见。这些孔口中的每一个均具有圆形截面，并以轴线X242为中心。
在外壳2的安装构造中，子组件4插入每个孔口242中，该子组件4由金属螺钉6和由例如聚酰胺的合成材料制成的一件式插座8形成。
螺钉6由头部62和柄64形成。642表示柄的与头部62相反的端部。该端部具有三叶形攻丝(trilobate tapping)，该三叶形攻丝允许螺钉6在拧入金属零件时产生攻丝。在这种意义上，螺钉6是自攻螺钉。
头部62设置有多边形凹部622。
X6表示螺钉6的纵向轴线。凹部622使得可以在螺钉6上并且借助于合适的工具在该螺钉6上围绕轴线X6施加旋转驱动扭矩，以用于将螺钉拧紧或旋松在相邻结构上。
螺钉6还包括沿柄64布置的轴环66，该轴环66的直径大于柄64的其余部分的直径。L6表示平行于轴线X6测得的在头部62和肩部之间的长度，该肩部在端部642的一侧形成在轴环66和柄64之间。
螺钉6还带有四个齿68，这些齿围绕柄64布置在头部62下方。
插座8包括以轴线X8为中心的环形部分82，该轴线X8是插座8的中心轴线，并且四个凸片84围绕该轴线X8规则地分布，这些凸片84在环形部分82的同一侧上延伸，并且这些凸片84的与环形部分82相反的端部被标记为842。在图4至图7的配置中，两个相邻凸片84的端部842通过可分割的桥86彼此连结。
环形部分82限定用于容纳螺钉6的头部62的一部分的容积V82。作为变型，容积V82可以容纳头部62的所有。
在两个相邻的凸片84之间限定有狭缝88；这些狭缝均沿轴线X8在轴环82和桥86之间延伸。
882表示狭缝88的出现在容积V82中的部分。每个部分882构成用于当螺钉6的头部62容纳在容积V82中时容纳齿68的壳体。因为它们构成狭缝88的顶部，所以用于容纳齿68的壳体882相对于凸片84围绕轴线X8成角度地偏移。
V84表示在凸片84之间围绕轴线X8在环形部分82和桥86之间限定的容积。在插座8中的螺钉6的预安装构造中，如图4、6和7所示，柄64的一部分容纳在容积V84中。
从图6中可以更具体地看出，每个凸片84在其朝向轴线X8定向的一侧上设置有凹口844，用于当螺钉6处于在插座中的预安装构造时接收轴环66的成角度部段，该预安装构造构成螺钉6相对于插座8定位的第一构造并且在图4、6和7中示出。
四个凸片84的四个凹口844一起构成用于容纳轴环66的壳体L8。
实际上，凹口844的相对于轴线X8径向的部分与轴环66的相对于轴线X6径向的部分互补，以至于在第一构造中，螺钉6通过轴环66和由凹口844形成的壳体L8之间的形状配合被固定在插座8中。
在该第一构造中，轴线X6和X8对准，并且柄64的端部642在平行于轴线X6和X8测量的第一长度L1上从插座8突出。
而且，每个立柱222均设置有预钻孔，在图3和9中可见其中之一，并且在将螺钉6拧到该立柱上之前必须将螺钉6定位成面对该预钻孔。当必须组装外壳2时，通过将左面板24附接至框架22，通过将轴线X6和X8与该孔口的轴线X242对准以及通过沿轴线X242将子组件4推过孔口242来将子组件4(其螺钉6相对于其插座8处于第一构造)引入每个孔口242中，如图4和6中的箭头F1所示。然后，插座8穿入孔口242中，直到环形部分82的朝向凸片84的端部842定向的环形平坦表面822围绕孔口242的边缘表面抵靠面板24，该面板24围绕孔口242也是平坦的。然后，表面822表面抵靠面板24，这保证了子组件4相对于面板永久地定位。
从图6中可以看出，在每个凸片84的与轴线X8相反的外侧上、在该凸片84与环形部分82之间的连接区域中形成凹口846。四个凹口846的几何形状使得，在装备有螺钉6的插座8接合到孔口242中的移动结束时，该孔口的边缘242B被容纳在四个凹口846中，因此，该四个凹口一起构成容纳该边缘242B的壳体。凹口846的几何形状使得在该构造中，边缘242B被挤压在每个凹口846中。
然后，面板24可被附接到框架22，并且面板24通过固定楔块被相对于框架22临时固定，在图3中仅用参考标记10可见固定楔块中的一个。在实践中，可以在面板24的周边布置几个固定楔块，以使其相对于框架22居中。
考虑到面板24在框架22上的临时放置，不同的子组件4与设置在立柱22中的预钻孔226对齐以容纳螺钉6。可以理解，因为由于凹口846和边缘242B的配合，每个子组件4的插座8相对于其所被引入的孔口242准确地定位，并且因为由于轴环6和壳体L8的配合，螺钉6被准确地定位在插座8中，所以每个螺钉6都与其要拧入的框架22的立柱222的预钻孔226正确对准。
然后应用图7的构造，其中螺钉6的柄64的端部642抵靠立柱222或紧邻立柱222，而没有拧入其预钻孔226中。在这种构造中，由面板24承载的密封件12抵靠立柱222的肋228。
从该位置，可以借助于引入到凹口622中的适当工具来驱动螺钉6绕其轴线X6旋转，以将该螺钉拧入立柱222的相应的预钻孔226中，这使得可以从图7的构造转到图3、8和9的构造，其中柄64的端部642通过定形(fashion)预钻孔226的边缘而穿过其自身在立柱222中限定的预钻孔。
然后，螺钉6相对于插座8处于第二构造，其中，螺钉6的端部642在平行于轴线X6和X8测量的长度L2上从插座8突出，该长度L2的值大于长度L1的值。换句话说，在该第二构造中，相对于凸片84的端部842，螺钉6从插座8突出的位置比在第一构造中更远。
螺钉6相对于插座8从其第一构造到其第二构造的过渡借助于凸片84的端部842的分离而发生，以允许轴环66在它们之间通过，这是通过凸片84的弹性变形和桥86的断裂而发生的。在桥断裂之前，也就是说在第一构造中，这些桥确保壳体L8和轴环66之间的形状互补性。这种形状互补性不再适用于螺钉6相对于插座8的第二构造。
当螺钉6从其第一构造转到其第二构造时，轴环66相对于轴线X8径向地分离凸片84的端部842，这具有在环形部分82的一侧上拧紧设置在这些凸片的基部的外部凹口846的作用，这增加了由插座8施加在边缘242B上的夹紧力。
在螺钉6的第二构造中，轴环66抵靠立柱222的腹板，在该腹板中形成有钻孔，螺钉6被拧入该钻孔中。换句话说，轴环66形成通过拧紧而将螺钉6插入立柱222中的止挡件。因此，可以保证螺钉6的头部62和插座8的环形部分82所抵靠的面板24布置在距立柱22平行于组合的轴线X6、X8和X242测量的距离，除操作游隙外，该距离等于长度L6。因此，面板24不存在由于螺钉6过度拧入立柱222而在所施加的力的作用下塑性变形的风险。
此外，可以告知操作者，他或她必须拧紧螺钉6，直到轴环66抵接立柱222，这确保了足够的力以有效地使密封件12压靠立柱222，实际上是压靠立柱222的肋228。轴环66对立柱222的抵靠突然增加了操作者必须施加的以将螺钉6拧入立柱222中的力，无论是手工操作还是使用电动螺丝刀，操作者都可以容易地检测到该力，电动螺丝刀可以设置成不超过标称力，该标称力对应于轴环66与立柱222接触时施加的力。
因此，由轴环66形成的止挡件以及轴线X6、X8和X242相对于立柱222的预钻孔的轴线正确对准的事实确保了使密封件12压靠立柱222的力具有合适的强度，既不能太高也不能太低。
在相对于插座4从其第一构造转到其第二构造时，螺钉6的齿68完全接合在壳体882中，以使这些齿68在凸片84之间从插座8穿过狭缝88向外突出，当螺钉前进到相应的预钻孔226中时，这些齿68刮擦孔口242的边缘242B，更具体地说，该边缘与面板24的外表面之间的连结边缘。这具有局部移除先前施加到面板24以防止其生锈的涂层产品(例如油漆或清漆)的效果。螺钉然后与面板24的芯接触，这确保了螺钉6和面板24之间的电连续性。而且，在端部642和立柱22的钻孔处，在螺钉6和立柱222之间确保了电连续性，因为螺钉的螺纹与它定形的该钻孔的边缘紧密接触。因此，面板24电连结到立柱222，由此，不需要使用被称为“接地电缆”的特定电缆。将注意到，在面板24和框架222之间的上述等电位连结在每个子组件4处创建，即在附图的示例中的八个点处。
鉴于以上所述，子组件4的装配使得可以借助于插座8将螺钉6相对于面板24的孔口242预定位。此外，螺钉6在立柱222的钻孔中的拧紧使得可以同时确保有效的机械锚固，以利用具有选定的强度的力将密封件12抵着立柱222压缩并确保面板24和框架22之间的等电位连结。
在电气外壳2包括多个面板24的情况下表示本发明。因此，应用本发明，无论电气柜是否包括布置在其一侧或顶板上的面板，其他侧能够被阻挡。
根据另一变型，代替或附加于设置在立柱222上的预钻孔，预钻孔226可以设置在横梁224上。例如，如果顶板24通过子组件4附接到框架22，则预钻孔仅在横梁224中形成。
可以将上述实施例和变型组合以产生本发明的新颖实施例。

Claims (10)

1.一种电气外壳(2)，包括框架(22)和通过至少一个自攻螺钉(6)附接到该框架的至少一个面板(24)，所述至少一个自攻螺钉(6)穿过形成在面板中的孔口(242)并且拧入到框架中，其特征在于，所述外壳还包括用于相对于面板(24)中的孔口(242)预定位螺钉(6)的插座(8)，所述螺钉能够以第一构造和第二构造被容纳在插座中，在所述第一构造中，螺钉的纵向轴线(X6)沿由插座限定的轴线(X8)延伸，在所述第二构造中，与在第一构造中相比，螺钉的与螺钉的头部(62)相反的柄(64)的端部(642)沿着由插座限定的轴线从插座突出得更远，所述螺钉具有用于限制其通过拧紧插入到框架(22)中的止挡件(66)，所述螺钉具有用于局部移除施加到面板的涂层的至少一个凸出部(68)，所述插座设置有用于容纳螺钉的每个凸出部的壳体(882)，该壳体布置为使得当螺钉处于第二构造时，凸出部朝向面板突出到插座的外部。
2.根据权利要求1所述的电气外壳，其特征在于，所述插座(8)包括在孔口(242)的周边处表面抵靠所述面板的部分(822)。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的外壳，其特征在于，所述插座(8)设置有用于接收和夹紧所述孔口(242)的边缘(242B)的容积(846)，并且，当螺钉(6)从第一构造过渡到第二构造时，由插座夹紧孔口的边缘的力增加。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的电气柜，其特征在于，所述止挡件由形成在螺钉(6)的柄(64)上的周边轴环(66)形成。
5.根据权利要求4所述的电气柜，其特征在于，在所述第一构造中，所述螺钉(6)通过所述轴环(66)与形成在插座中具有相应形式的壳体(L8)之间的形式配合而固定在插座(8)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的外壳，其特征在于，所述螺钉(6)在其头部(62)附近具有用于局部移除涂层的多个凸出部，所述多个凸出部由围绕螺钉(6)的柄(64)布置的齿(68)形成，并且，所述齿被构造成当将插座安装在面板(24)上并且当螺钉处于第二构造时，刮擦孔口的边缘(242B)，更具体地说，刮擦该边缘与面板的表面之间的连接边缘。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的电气外壳，其特征在于，所述插座(8)包括环形部分(82)和多个凸片(84)，所述环形部分限定用于部分地容纳螺钉(6)的头部(62)的壳体(V82)，所述多个凸片(84)共同限定由插座限定的轴线(X8)。
8.根据权利要求7所述的电气外壳，其特征在于，所述凸片(84)通过可分割的桥(86)连结，所述桥(86)在所述螺钉(6)从第一构造过渡到第二构造时在插座(8)中断裂。
9.根据权利要求6和7所述的电气外壳，其特征在于，用于容纳形成用于局部移除涂层的凸出部的齿(68)的壳体(882)相对于凸片(84)围绕由插座限定的轴线(X8)成角度地偏移。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的外壳，其特征在于，所述插座(8)是由合成材料，特别是聚酰胺制成的一件式零件。
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