CN112135450A - 用于组装金属构架的角支架 - Google Patents

Abstract

一种角支架(4)，旨在连接到一起限定第一水平面的两个轨道(3)并连接到竖直立柱(2)，以形成构架。角支架包括连接部(40)、螺钉(60)和与所述螺钉接合的螺纹元件(80)。所述螺钉包括沿第一轴线对准的头部(62)和螺纹杆(66)，所述立柱具有轮廓(206)并限定前壳体(208)，所述螺纹元件沿第二轴线延伸并固定安装在前壳体内。所述连接部具有竖直轴线的孔(484)，带有远离螺纹元件定向的内肩部(488)，并且所述螺钉与连接部的内肩部和螺纹元件共同接合。

Description

用于组装金属构架的角支架

技术领域

本发明涉及一种用于组装金属构架的角支架，并且涉及一种具有这种角支架的金属构架。

背景技术

通常，旨在容纳各种电气单元(例如电源，控制器，断路器等)的电气外壳由盒子形状的刚性构架组成，上述各种电气单元或支撑这些单元的架子固定在该刚性构架上。构架由由金属型材部分形成的轨道和立柱组成，这些金属型材部分通过角支架连接在一起，角支架位于盒子的八个角上。保护板或门也可以固定到该构架上，以形成电气外壳的壁。出于实际原因，这种构架通常在工厂部分组装，然后在现场完成组装。例如，将切割成所需尺寸的轨道在工厂连接到四个角支架，以形成两个矩形框架，然后将这两个框架在现场连接到四个相同长度的立柱上，该组装在角支架处进行。

出于易于组装的原因，期望包括较少数量的零件的角支架。这样的角支架还应该具有高的机械强度和尽可能高的耐久性，尤其是要限制洗涤水或冷凝水的进入。

发明内容

通过提出用于电气外壳构架的角支架，本发明旨在更具体地解决这些问题，该角支架易于用较少数量的零件组装，提供高机械强度并且经久耐用，特别是相对于进水。

为此，本发明涉及一种角支架，旨在连接到两个轨道，该两个轨道一起限定了第一水平面，并且连接到竖直立柱以形成构架。根据本发明，角支架包括连接部，螺钉和与螺钉接合的螺纹元件。螺钉包括沿第一轴线对准的头部和螺纹杆，立柱具有轮廓并限定前壳体，螺纹元件沿第二轴线延伸并且固定地安装在前壳体内。连接部具有竖直轴线的孔，带有远离螺纹元件定向的内肩部，并且螺钉与连接部的内肩部和螺纹元件共同接合。

借助于本发明，特别是借助于传统工具，很容易在现场将角支架连接到竖直立柱上，并且涉及较少的零件，同时确保了限制进水和高机械强度的组件。根据本发明的有利但非强制性的方面，这种角支架可以包括以下任何技术上允许的组合中考虑的一个或多个特征：

-连接部包括支承表面，所述支承表面与所述立柱的轮廓接合并且能够传递平行于立柱的轴线的轴向载荷。

-连接部包括第一突起，同时所述立柱限定具有开口的后壳体，并且第一突起与后壳体中的开口接合，以防止连接部相对于立柱旋转，并能够使连接部相对于立柱对准，并在立柱和连接部之间传递扭转载荷。

-连接部包括第二突起，所述第二突起与所述前壳体接合并且能够使所述连接部相对于立柱对准，并在立柱和连接部之间传递剪切载荷和扭转载荷。

-连接部包括W形槽，同时所述立柱的轮廓包括面向W形槽定位的W形轮廓，并且角支架包括插入在W形槽和W形轮廓之间的密封构件。

-密封构件具有开放轮廓。

-密封构件由弹性体材料制成，优选由乙烯丙烯二烯单体制成。

-螺纹元件具有多边形的侧表面，侧表面防止螺纹元件相对于立柱旋转。

有利地，角支架和立柱的组件能够在立柱和角支架之间传递扭转和剪切载荷，并且螺钉仅承受拉力。

有利地，角支架包括密封构件，密封构件防止水进入立柱。

本发明还涉及一种构架，根据本发明，包括至少两个轨道，立柱和角支架，同时所述两个轨道机械地连接到角支架并与角支架一起限定第一平面，并且立柱和两个轨道一起限定了直角三面体，角支架是所述直角三面体的顶点。

借助于本发明，包括根据本发明的角支架的构架提供了高水平的刚性，使得可以安装较重的电气设备而不必将其分布在两个或更多个电气外壳中，这是特别经济的。构架还具有高的耐水侵入性，从而有利于放置在包括这种构架的电气外壳中的电气设备的耐久性。

附图说明

根据以下根据其原理对角支架和包括角支架的构架的实施例的描述，将更好地理解本发明，并且其进一步的优点将变得更加明显，该描述仅作为示例并参考附图给出，其中：

图1是根据本发明的实施例的电气外壳构架的透视图；

图2是图1中的构架的角支架的分解透视图，由图1中的箭头II标识；

图3是在图1中的箭头III所示的不同视角下与图2相似的视图。

图4是根据本发明的实施例的角支架在图1中所标识的平面IV上的横截面。

具体实施方式

图1示出了构架1，其例如用作电气外壳的承重结构。

构架1被描绘为站在水平表面上。构架1具有盒子形状并限定内部体积V1。

构架1包括竖直设置的四个立柱2，例如以形成所述盒子的侧边缘。立柱2将顶部框架5连接至底部框架6。框架各自包括布置在盒子的上部面和下部面的边缘上的四个轨道3，以及四个角支架4，一个角支架4位于框架5和6的每个角上。

有利地，所有角支架4在此具有相同的形状，从而简化了拆卸零件的存放的管理和制造。在未示出的变型中，角支架4可以是不同的形状。

为了方便起见，下面仅描述一个角支架4。

在图2和图3中以分解透视图，并且在图4中以截面图示出示出了单个角支架4。

以类似的方式，四个立柱2分别具有彼此相同的结构，而顶部框架5和底部框架6的轨道3彼此相同。

轨道3和立柱2由金属制成，优选地由镀锌钢制成，该示例不是限制性的。

根据示例，可以将壁安装在构架上以覆盖构架1的面并且至少部分地封闭体积V1。例如，壁是门或面板。

在图2至图4中仅示出了一个立柱2，为方便起见，下面描述单个立柱2。但是，该立柱2的说明也适用于其他立柱2。

根据示例，如图2至图4所示，立柱2是沿着其长度竖直布置的型材部分，其具有顶端202，底端204，沿着型材部分2的整个长度具有恒定的轮廓206。轮廓206位于与立柱2的轴线正交的平面中，也就是说在这种情况下处于水平面中。

立柱2限定前壳体208和后壳体210。前壳体208比后壳体210更靠近内部体积V1。

为了方便起见，在说明书的其余部分中，术语“前”和“后”分别定义为“朝向内部体积V1定向”和“远离内部体积V1定向”。

前壳体208从轮廓206开口具有第一正方形部分212，而后壳体210从轮廓206开口具有第二正方形部分214。第一正方形部分212和第二正方形部分214通过中心延伸部216链接。

第一正方形部分212通过第一侧向延伸部218和第二侧向延伸部220在侧面上连续，在图2的示例中，第一侧向延伸部218和第二侧向延伸部220分别朝向左侧和右侧。

此外，第一正方形部分212在前部222和后部224之间共享，前部222包括第一正方形部分212的两个侧面，这两个侧面形成朝向前方的角度，而后部224包括两个另外的侧面，它们形成朝向后方的角度，也就是说背离内部体积V1。

由第一侧向延伸部218、第一正方形部分212的后部224和第二侧向延伸部220形成的子组件限定了W形轮廓，该轮廓在此带有附图标记226。换句话说，轮廓226代表立柱2的顶端202的轮廓206的一部分。换句话说，立柱2的轮廓206包括W形轮廓226。

立柱2在朝向内部体积V1的面上具有矩形开口228和孔230，在图3和图4中可见。矩形开口228和孔230与优选地可逆的固定构件接合，固定构件将内部体积V1内的各种电气单元和/或附件和/或上述壁固定至构架1。没有示出固定构件，壁和各种电气单元。

现在将描述螺母80。

在这种情况下，螺母80具有圆柱体的形状，其具有竖直母线的圆形横截面，并限定了侧表面82。沿竖直轴线穿过螺母80形成有螺纹孔84。螺母80由金属制成，优选地由钢制成。

螺母80被容纳在立柱2的前壳体208中，并且例如通过焊接，特别是通过电阻焊接，激光焊接或堆焊而机械地连接到立柱2，这些组装方法的示例不是限制。因此，螺纹孔84的轴线平行于立柱2的轴线，或者甚至与立柱2对齐。

螺母80是螺纹元件的示例性实施例。在未示出的变型中，螺母80可以具有与前壳体208接合的其他形式，例如具有多边形横截面，特别是正方形，六边形或八边形横截面的圆柱体的形式。有利地，当将螺母80容纳在这里具有正方形横截面的前壳体208中时，防止具有正方形或八边形形状的螺母80相对于立柱2旋转。螺母80的侧表面82因此具有小平面，这些小平面中的一些小平面平坦地抵靠在前壳体208的内壁上，从而促进焊接。

现在将描述密封件70。

密封件70具有朝向顶部定向的上部面72和朝向底部定向的下部面74。上部面72和下部面74相互平行，并且在这种情况下是水平的。在这种情况下，密封件70具有W形，该W形与立柱2的轮廓226接合，在附图的示例中，该轮廓也为W形。密封件70具有位于朝向后方定向的竖直平面中的凹口76。

密封件70由弹性体材料，优选乙烯丙烯二烯单体(也称为EPDM)制成，该示例不是限制性的。

密封件70确保轮廓226的不可渗透性，密封件70的下部面74抵靠该轮廓226。

现在将描述连接部40。在本说明书中，所描述的连接部40属于上部框架5。因此，以下针对该连接部40的描述的“顶部”和“底部”的概念是参照连接部40的该位置定义的。在一些示例中，下部框架6相对于上部框架5对称地反转。因此，框架6的连接部40的取向被改变。

连接部40由金属制成，优选由钢制成，并且通过铸造，特别是通过失蜡铸造来获得，这些材料和制造方法的示例不受限制。

连接部40包括主体41。主体41具有竖直母线和多边形横截面(优选为四边形横截面，特别是矩形横截面)的圆柱形状。主体41具有朝向前方定向的两个前侧面410和412以及朝向后方定向的两个后侧面450和452。两个前侧面410和412位于竖直且相互正交的平面中。

两个前侧面410和412各自具有与主体41的前唇部460共享的底边缘。前唇部460是水平的。

连接部40包括两个突起42。两个突起42从后侧面450和452水平地突出远离内部体积V1。例如，两个突起42为梯形形状，并且每个具有侧面420和下部面454。每个突起42的侧面420位于前侧面410和412之一的延续部中。

两个后侧面450和452各自具有与后槽462共享的底边缘。后槽462具有向下开口的U形的轮廓，并且在水平平面上为V形。

此外，在每个突起42的下部面454中设置有侧向槽456。

两个侧向槽456和后槽462一起形成带有附图标记464的槽，槽464的底部是连续的，水平的和W形的，类似于密封件70的形状。换句话说，连接部40包括W形槽464。

槽464能够容纳密封件70，密封件70的上部面72以不可渗透的方式抵靠在槽464的底部。换句话说，当密封件70被容纳在槽464和立柱2的上端202之间时，密封件70叠置在槽464上。

连接部40还包括后主体466，后主体466通过中心壁468链接到主体41。

中心壁468具有水平的下唇部476。

后主体466具有正方形横截面和竖直母线的圆柱形状，并具有下部面470。下部面470和下唇部476彼此共面，并且与前唇部460共面。

从后主体466的下部面470突出设置有螺柱472。根据示例，螺柱472具有截头圆锥形的形状，其限定了侧表面474。螺柱472的圆锥台形状具有与后主体466的轴线重合的轴线，圆锥台的基部连接到下部面470，并且与基部相对的面小于基部并且向下定向。

螺柱472是第一突起的示例性实施例，其被容纳在立柱2的后壳体210中。

由下部面470，下唇部476，前唇部460和槽464形成的子组件构成了连接部40下部面的轮廓。换句话说，槽464代表该轮廓的一部分。

连接部4还包括凸耳480和V形的壁482。例如，凸耳480具有圆锥形的形状，具有三角形的基部，从主体41的下部面在离内部体积V1最远的角处突出。凸耳480与密封件70中的凹口76接合，从而在将角支架4安装在立柱2上时帮助将密封件70定位在槽464中。

在角架4和立柱2的组装期间，容易将密封件70定位在槽464中，这导致节省时间并因此提高了生产率。有利地，密封件70具有开放的轮廓，该轮廓比具有闭合轮廓的密封件更容易定位在槽464中，从而使得易于将角支架4现场安装。

壁482设置成在主体41的前唇部460上向下突出。

壁482和凸耳480共同构成第二突起的示例，其与前壳体208共同接合，有助于在组装期间使连接部40相对于立柱2居中，并且一旦组装，壁482和凸耳480有助于在立柱2和角支架4之间传递扭转载荷。

连接部40还包括孔484。孔484刚好竖直地穿过连接部40。在孔484内水平地突出设置有环486。环486是圆形的并且与孔484同轴。环486限定上部、平坦且水平的表面488，其构成内肩部的示例。

现在将描述螺钉60。

根据示例，螺钉60包括圆柱形和竖直母线的头部62，其在顶端具有六边形轮廓64，在另一端具有螺纹杆66。螺钉60具有肩部68，该肩部68位于螺纹杆66和头部62的接合处。

如图4所示，当将角支架4安装在立柱2上时，螺纹杆66穿过环486并与螺母80接合。肩部68然后抵靠环86的上表面488，而螺钉60的头部62完全容纳在孔484中。换句话说，螺钉60与此处由上表面488形成的连接部的内肩部共同接合，并与螺母80接合。

有利地，可以对上表面488进行加工，以改善其表面状态，特别是其粗糙度和平坦度，从而改善与螺钉60的肩部68的接触，并降低螺钉60过早损坏的风险。

螺钉60的拧紧产生竖直的拉力，该拉力将立柱2移向连接部40。然后，后主体466的下部面470抵靠后壳体210的第二正方形部分214，而中心壁468的下唇部476抵靠立柱2的轮廓206的中心延伸部216，并且主体41的前唇部460抵靠在第一正方形部分212的前部222上。前唇部460，下部面470和下唇部476一起构成连接部40的支承表面，其与立柱2的轮廓206接合并且有助于在立柱2和角支架4之间传递轴向载荷，即平行于立柱2的轴线的载荷。

构成第一突起的示例的螺柱472被容纳在后壳体210中，从而对连接部40相对于立柱2绕平行于螺钉60的螺纹杆66的轴线的竖直轴线的旋转产生障碍。换句话说，第一突起与后壳体210的开口214接合，以防止连接部40相对于立柱2旋转。螺柱472是对准销的示例性实施例，能够在组装期间相对于立柱对准连接部，并且一旦将角支架4安装在立柱2上，就有助于在立柱2和连接部40之间传递扭转载荷。

凸耳480和壁482一起构成第二突起的示例，并且与具有正方形横截面的前壳体208接合。

因此，第二突起有助于在组装期间使连接部40相对于立柱2对准，并且一旦角支架4已经安装，第二突起就在连接部40和立柱2之间传递剪切载荷。换句话说，这些剪切载荷是位于水平面内的剪切力。因此，螺钉60不受垂直于螺钉60的轴线的这些剪切载荷的负荷，从而避免了螺钉60的过早断裂，从而有助于构架1的耐用性。

凸耳480和壁482的角形与第一正方形部分212的形状接合，从而也有助于在立柱2和连接部40之间传递扭转载荷。

对于立柱2的轮廓206的给定几何形状，螺柱472和壁482尽可能地彼此分开，从而使立柱2和角支架4之间的扭转载荷的吸收最大化。这有助于构架1的机械强度。

密封件70都容纳在槽464中，这意味着密封件70抵靠槽464的底部，并且抵靠轮廓226。换句话说，密封件70介于W形槽464和W形轮廓226之间。

槽464和轮廓226具有相似的轮廓，因为槽464和轮廓226与同一密封件70的上部面72和下部面74共同接合。借助于第一突起472以及第二突起480和482，连接部40与立柱2水平对齐。特别地，在投影到水平面上时，W形的槽464的底部叠置在W形轮廓226上。

密封件70仅具有密封作用，而借助于螺钉60的拧紧以及角支架4的金属表面与立柱2的金属表面的接触确保了安装在立柱2上的角支架4的刚度：对于角支架4的前唇部460，下唇部476和下部面470，以及对于立柱2的第一横向延伸部218，第一正方形部分212，第二横向延伸部220，第二正方形部分214和中心延伸部216。

槽464的深度适合于容纳密封件70，因为当将角支架4安装在立柱2上并且拧紧螺钉60时，槽464的深度有所减小以便密封件70在竖直方向上被压缩，以确保良好的不渗透性，槽464足够深以至于密封件70不会被挤压而损坏。

轨道3具有与主体41的第一前侧表面410，主体41的第二前侧表面412以及突起42的侧面420接合的轮廓。例如，侧面410和412分别设有用于容纳轨道3的相应端部的接收部，例如中空壳体或端件。在构架1的组装构造中，轨道3特别是通过焊接机械地连接至连接部40。

因此，图2和图3所示的两个轨道3是相互正交的，位于同一水平面中，并且在角支架4处相遇。图2和图4所示的立柱2是竖直的，并且在角支架4处与由两个轨道3形成的平面相交。换句话说，两个轨道3和立柱2一起限定了直角三面体，其顶点是角支架4。

在图1的示例中，构架1包括八个角支架4，并且每个角支架4连接到两个轨道3和一个立柱2，形成直角三面体，角支架4是直角三面体的顶点。上述实施例和变型可以彼此组合以创建本发明的新的实施例。

Claims (9)

1.一种角支架(4)，旨在连接到一起限定第一水平面的两个轨道(3)并连接到竖直立柱(2)，以形成构架(1)，其特征在于，角支架包括连接部(40)、螺钉(60)和与所述螺钉接合的螺纹元件(80)，所述螺钉包括沿第一轴线对准的头部(62)和螺纹杆(66)，所述立柱具有轮廓(206)并限定前壳体(208)，所述螺纹元件沿第二轴线延伸并固定安装在前壳体内，所述连接部具有竖直轴线的孔(484)，带有远离螺纹元件定向的内肩部(488)，并且所述螺钉与连接部的内肩部和螺纹元件共同接合。

2.根据权利要求1所述的角支架(4)，其特征在于，所述连接部(40)包括支承表面(460、470、476)，所述支承表面与所述立柱(2)的轮廓(206)接合并且能够传递平行于立柱的轴线的轴向载荷。

3.根据前述权利要求中任一项所述的角支架(4)，其特征在于，所述连接部(40)包括第一突起(472)，其中，所述立柱(2)限定具有开口(214)的后壳体(210)，并且第一突起与后壳体中的开口接合，以防止连接部相对于立柱旋转，并能够使连接部相对于立柱对准，并在立柱和连接部之间传递扭转载荷。

4.根据前述权利要求中任一项所述的角支架(4)，其特征在于，所述连接部(40)包括第二突起(480、482)，所述第二突起与所述前壳体(208)接合并且能够使所述连接部相对于立柱(2)对准，并在立柱和连接部之间传递剪切载荷和扭转载荷。

5.根据前述权利要求中任一项所述的角支架(4)，其特征在于，所述连接部(40)包括W形槽(464)，其中，所述立柱(2)的轮廓(206)包括面向W形槽定位的W形轮廓(226)，并且角支架包括插入在W形槽和W形轮廓之间的密封构件(70)。

6.根据前述权利要求所述的角支架(4)，其特征在于，所述密封构件(70)具有开放轮廓。

7.根据权利要求5和6中的任一项所述的角支架(4)，其特征在于，所述密封构件(70)由弹性体材料，优选地乙烯丙烯二烯单体制成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的角支架(4)，其特征在于，所述螺纹元件(80)具有多边形的侧表面(82)，所述侧表面防止所述螺纹元件相对于所述立柱(2)旋转。

9.一种构架(1)，包括至少两个轨道(3)、立柱(2)和角支架(4)，其特征在于，所述角支架是根据前述权利要求中的任一项所述的角支架，其中，所述两个轨道机械地连接到角部(40)并与角部(40)一起限定第一平面，并且立柱和两个轨道一起限定了直角三面体，角支架是所述直角三面体的顶点。

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