電氣機櫃的抗震輔架的製作方法
2023-07-05 15:47:46
專利名稱：電氣機櫃的抗震輔架的製作方法
技術領域：
本發明涉及電氣機櫃和框架，確切地說，涉及具有抗震輔架的電氣機櫃。
與諸如大、小電氣開關系統一道使用的電氣機櫃系統通常用於容納多個內部安裝板，安裝板上固定用於多種目的的電氣部件及其它的附件。這樣一些機櫃的製造要求是要有滿足各種用戶要求的適用性，同時要能提供通用的、有效利用空間的機櫃，並且具有便於接近維護的內部。重要的是，這樣的機櫃應該具有便於拆卸的底板安裝板，它們的拆、裝、或重新定位都很容易，以減小時間和勞力。機櫃應可適應多種配置，且製造成本低廉。在Lau等人的美國專利No.5,292,189中示出了這樣一種機櫃的樣品。該機櫃的基本部分圍繞機櫃的內周邊形成一個連續的長方形的導向槽道。在相對的平行槽道段中容納一對槽道襯圈，槽道襯圈連接到該安裝板的相對的下角。這種系統可提供一種通用性和有效性都很高的機櫃和安裝系統。
然而應該知道，雖然這些機櫃滿足正常設計標準且表現良好，但在地震多發區必須滿足更高級的標準。在地震區使用的設備必須能夠滿足1995年10月頒布的Bellcore標準GR-63-Core的第4.4節規定的網絡建築物系統的要求。雖然現有的機櫃和框架在提供易於維護的靈活的機櫃方面是成功的，但這些系統不滿足Bellcore標準中規定的較苛刻的地震方面的要求。應該把框架構造成能承受地震等效力的作用而不會產生永久性的結構損傷或機械性損傷，同時還應把在出現這種情況期間產生的框架變位減至最小。此外，框架是一種可裝到現有的框架上的固體焊接結構是有益的。
在德國專利DE 19615759A1中公開了一種抗震框架的實例。該抗震框架包括可固定到現有框架上的各種支撐和拉撐。然而，為了得到附加的剛性，這些部件是用螺栓固定到現有的框架上，而不進行焊接。各種零件延伸於直立的框架部分之間，因此堵住了框架前部和後部的某些開口，從而降低了可接近性。此外，這種設計可能不滿足地震多發區的所有標準。螺栓連接拉撐不能提供從機櫃門和後板至框架的任何拉撐作用。
可以看出，需要一種新的改進的機櫃和框架，它應具有可接近性和通用性，並應滿足用在地震環境的物理方面的和功能方面的性能要求。本發明解決了與電氣機櫃及框架有關的這些問題以及其它的一些問題。
本發明涉及一種電氣機櫃和框架，確切地說涉及具有抗震輔架的電氣機櫃和框架。該電氣機櫃具有一個長方形的框架，框架具有直立部件和上、下橫向連接部分，它們形成一個大體長方形的框架。框架部件的設計各異，但總體包括長方形的導向槽道以及多個安裝孔，用於固定滑道、機櫃板、和其它各種部件及附件。
為了滿足地震多發區用機櫃標準，必須對機櫃框架提供附加支撐。本發明的目的就是提供附加的支撐以滿足機櫃的抗震標準，同時還要保持機櫃的通用性、電氣機櫃內部的可接近性、以及製造的容易性。抗震輔架包括形成一個長方形的導向槽道並安裝到電氣機櫃的框架上的垂直輔架部件。抗震的垂直部件靠近框架的現有垂直部件安裝，或者向內沿遠離垂直部件的方向移動。頂部和底部的橫向連接部件在機櫃的前、後方向提供拉撐。通過柵架條提供前、後輔架組件之間的固定。柵架條一般為加寬的長方形的「C」形槽道部件，它們具有沿長方形槽道的側面、頂部、和底部間隔開的安裝孔。柵架條一般與頂部部件和底部部件分隔開，並且插入在輔架部分的凸緣中形成的切口中。
除了可固定到標準框架上的地震輔架以外，還通過前、後安裝板拉撐在機櫃的前門板和後板處提供附加的支撐。把四個拉撐固定到各前、後板上，同時把拉撐安裝到各個板上，因而若拆下所說的板，則進入不受拉撐的限制。板式拉撐一般放在板的四角附近的某個位置以與頂部和底部內部框架部分的內緣相接。板式拉撐的邊緣相互成直角，從而使接合框架部件的移動受到與板狀拉撐接合的限制。拉撐一般安裝在門條上，以使拉撐的平面平行於門的平面並離開門的平面，從而與機櫃框架部件的邊緣相接。前、後板狀拉撐可單獨使用，或者與抗震輔架組件結合使用。
這裡所附的並且形成本發明的一部分的權利要求書特別指出表徵本發明的特徵的這些新穎性特徵和各種其它優點。然而，為了更好地理解本發明、它的優點、以及通過使用達到的目的，應該參照形成本發明的一部分的附圖，以及相伴的描述性內容，在該內容中說明並描述了本發明的一個優選實施例。
現在參照附圖，其中在幾個附圖中用類似的參考序數和字母表示相應的結構。
圖1表示按本發明原理的電氣機櫃的部分分解的透視圖；圖2表示用於圖1所示的電氣機櫃的框架和輔架結構的透視圖；圖3A和3B表示用於圖2所示結構的輔架部件的透視圖；圖4表示用於圖2所示結構的輔架交叉拉撐的透視圖；圖5表示用於圖2所示結構的柵架條的透視圖；圖6表示如圖2所示的帶板狀拉撐結構的頂視平面圖；圖7表示與圖6所示的板狀拉撐接合的框架的正視圖；圖8表示安裝到後板上並與機櫃框架接合的圖6所示的板狀拉撐的詳細的正視圖；圖9為電氣機櫃框架和輔架結構的透視圖，其中的輔架組件遠離垂直框架部件安裝；以及圖10-14表示圖3所示的輔架部件的幾種可替換實施例的端視立面圖。
現參照附圖，特別是參照圖1，其中示出一個電氣機櫃，它總體地表示為20。機櫃20包括框架32，它支撐側板22、前門板24、後壁板26、以及頂板28、底板30。這樣一種機櫃可以取各種尺寸和比例，並且支撐一般裝在滑軌上的電氣設備和附件，而滑軌是支撐在框架32上的。
如圖1、2和9中最清晰地表示的那樣，機櫃框架32一般包括角框架部分40a、40b、40c和40d。此外，在框架橫向連接部分42a,42b,42c和42d及下框架橫向連接部分44a,44b,44c和44d形成一個大體長方形的框架。各個部分40、42和44在它們的交角處相互連接，並且對安裝塊46進行配置，以便可接納各個框架部分40,42和44。框架部分40,42和44可以有幾種形狀，但一般形成一個長方形的導向槽道，並且使沿各個部分的長度方向分隔開。在優選實施例中，把各個部分40,42和44焊接起來。安裝塊46還可以包括螺釘孔，用於固定其它部件。框架32還可以有固定到上、下長方形導向槽道的角撐板48，以對框架32提供附加的支撐。
現參照圖3A和3B，其中表示用於機櫃20的抗震輔架50的一個滑軌角鐵或輔架部件54。圖1、2和9中所示的輔架50對框架32提供附加的支撐和拉撐固定，同時維持機櫃20的通用性和可接近性。輔架50具有一個或多個輔架組件52，每個輔架組件都包括兩個垂直的輔架部件54。每個細長的輔架部件54都包括用於形成長方形導向槽道的斷面，並且有一個從一側伸出的凸緣。如下面要說明的，其它的實施例可能包括附加的凸緣或伸出部分。輔架部件54包括沿各個表面分隔開的、並且沿每個部件54的長度方向延伸的安裝孔。這樣，就可以按照各種通用的方式把輔架部件54安裝到框架32上，並可接收要安裝到輔架50上的各種附件和滑軌。如圖3A最清晰地表示的那樣，每個輔架垂直部件54還包括有切口，用於接納柵架條60。如圖4所示，拉撐62安裝在每個輔架組件52的上部和下部。每個拉撐62形成一個槽道型斷面，並且安裝到框架32的前部和後部的上交叉框架部分42和下交叉框架部分44。拉撐62在其端部包括角撐板，還包括沿其長度方向形成的一個長方形槽道。拉撐62就安裝在上部和下部，因此使輔架組件52的前、後面基本上保持敞開，以插入滑軌和附件並可接近機櫃20內部的各個部件。
如圖5所示，柵架條60是C形槽道型部件，它具有沿所有表面分隔開的安裝孔，為固定各種各樣的附件和部件並安裝到輔架部件54上提供通用性。如圖2清晰所示，在切口處把柵架條60安裝到輔架垂直部件54上。柵架條60連接長方形的前、後輔架組件52，能從前到後對機櫃框架32提供附加支撐和拉撐固定。
如圖9所示，輔架50可以包括沿遠離框架32的方向的垂直角框架部分40a-d的輔架組件52。在某些結構和應用中，為了安裝和拉撐的需求，使輔架組件52遠離框架32可能是有益的。可以沿上交叉框架部分42、下交叉框架44、和柵架條60的任何位置移動輔架組件52，以提供附加的拉撐。還可以看出，雖然圖中只表示出兩個這樣的輔架組件52，但為了提供附加的拉撐和支撐，安裝的這種組件可以多於兩個。
現在參照圖6，其中表示的是輔架50和框架32之間的界面。每個垂直的輔架部件54都焊接到相應的角框架部分40上，其中的長方形的導向槽道彼此相對。這種結構在沒有輔架50的條件下提供了極其穩定的框架32，其支撐和剛性都比框架20有所改進。柵架條60固定到前、后角框架部分40上並在前、后角框架部分40之間延伸，並且連到角框架部分40的內側，以便在上、下交叉框架部分42和44的中部提供拉撐固定。
由於期望使機櫃20的前板和後板敞開以便進行維護，所以沿前、後方向提供附加拉撐是比較困難的。然而可以看出，前門板24和後板26可以用作框架32的一個附加拉撐。如圖7所示，可在前門板24上，或者在後板26上，把一個板狀拉撐70安裝到條形組件78上，如圖8所示。板狀拉撐70包括內表面74、外表面76、和端表面72，端表面72與框架32接合以便對框架32提供附加拉撐。可以看出，雖然在所示的實施例中板狀拉撐70為大體梯形形狀，但是能提供對框架32的頂部和側面的接合與支撐的其它結構形狀也是可以的。由於在前門板24或後板26上板狀拉撐70是安裝到條形組件78上的，所以，當打開或拆下門板24或者拆下後板26時，機櫃20的前部和後部由框架32形成的長方形開口仍舊是完全打開的，從而易於接近內部。然而，如圖6和8所示，當固定後板26或者關上前門板24時，板狀拉撐70就自動地在角內部自動地接合在框架32上。如圖6所示，板狀拉撐70平行於板24和26，並且向內隔開一段距離，以利於自動接合。此外，板狀拉撐70的位置可使門板24和後板26自動定位。如圖7所示，為了容納閂鎖，在靠近閂鎖的邊緣處的拉撐70可以更長些，因為必須從門的邊緣移入條形組件78的垂直條以接納閂鎖組件。
現在參照圖10-14，其中表示輔架垂直部件54的各種實施例。如圖10所示，垂直框架部件154包括形成導向槽道的平板部分156、158和160。平板部分156略向外延伸，且沿其長度方向可有偏移以提供安裝靈活性。凸緣162從平板部分160的端部向外伸出，與平板部分160成直角。
在圖11中，垂直部分254包括形成一個長方形的導向槽道的平板部分256、258和260，還包括一個垂直於平板部分260延伸的凸緣262。然而，附加的凸緣264從凸緣262的外端延伸，並且反向朝向平板部分258，以給出一個方角「S」形斷面。
在圖12中，輔架部件354包括平板部分356、358、360、362和364，和圖11的各個部分相對應。然而，部分362和364是細長的，以提供為得到不同形狀的較大的安裝靈活性。
如圖13所示，輔架部件454包括平板部分456、458、460、462和464。另外，還增加一個「L」形的部件，平板部分466和468形成第三個長方形的槽道，其開口和由表面456、458和460形成的長方形槽道的開口為同一方向。平板部分464反向延伸，超過平板部分458的平面，從而使由平板部分464、466和468形成的槽道比由平板部分456、458和460形成的槽道更深些。
如圖14所示，輔架部件554的另一個實施例包括平板部分556、558、560、562和564。部件554的斷面類似於部件254的斷面，只是平板部分564延伸超過了平板部分558。
應該意識到，本發明為部件154、254、354、454和554的組合提供了相同的框架32。各種輔架部件154、254、354、454和554中的藉助於柵架條60和拉撐62的各種安裝都是可以互換的。但抗震輔架50和各種框架部件都可與板狀拉撐70組合使用。本發明對於滿足地震環境的設計標準的剛性較大的框架提供附加的剛性拉撐和支撐。可以看出，如果發生地震，附加的支撐和拉撐會限制形變和移位。這樣，就對機櫃內部的電氣設備及附件提供了附加的保護作用。
然而應當明白，在以上的描述中已涉及本發明的許多特徵和優點，以及本發明的結構和功能的細節，但此公開僅是說明性的，並且在由所附的權利要求書表示的術語的廣泛普遍含義所指示的本發明的整個原理範圍內，可以進行細節改變，尤其是在有關零部件的形狀、尺寸、和安排方面的改變。
權利要求
1．一種抗震加固電氣機櫃，包括長方形的外殼，它包括相對的第一和第二側面、頂部和底部，其中的一個側面有門；基架，它包括由連接在一起的垂直框架部件和頂部及底部橫向連接部件組成的一個網格結構，用以形成一個可自由直立的長方形的支撐結構；其改進包括一個連接到基架並包含在基架中的一個可自由直立的自支撐的加固輔架，該輔架包括第一和第二長方形組件，每個長方形組件具有相對的輔架垂直部件、靠近門的上邊緣的頂部輔架橫向連接部件、和靠近門的下邊緣的底部輔架橫向連接部件；以及，第一和第二輔架連接器部件，用於相互連接第一和第二長方形組件。
2．權利要求1的電氣機櫃，其中每個輔架垂直部件包括凹槽，用於接納第一和第二輔架連接器部件中的一個；並且其中第一和第二輔架連接器部件相互連接基架的相對側面，並且穿過垂直框架部件中的凹槽。
3．權利要求2的電氣機櫃，其中每個垂直輔架部件包括靠近第一側面表面垂直設置的前表面、靠近第一側面表面垂直設置的中間表面、靠近中間表面垂直設置的並且基本上平行於第一側面表面的第二側表面，以及靠近第二側表面垂直設置的並且基本上平行於中間表面的後表面，第二側表面包括凹槽。
4．按權利要求1-3中任一個所述的電氣機櫃，其中門包括對角支撐部分，它們包括從門的每一側向上邊緣延伸的第一對角支撐部分和從門的每一側向下邊緣延伸的第二對角支撐部分。
5．如權利要求4的門組件，其中對角支撐部分在閉合時接合到門接納框架上並對門接納框架提供支撐。
6．如權利要求4或5的門組件，其中門包括一個長方形的接合到門板的內表面上的門框架。
7．如權利要求4-6中任何一個所述的門組件，其中對角支撐部分延伸到門的兩側的第一和第二分開的位置。
8．如權利要求7的門組件，其中靠近頂部的對角支撐部分在分隔開的位置接合頂部邊緣，靠近底部的對角支撐部分在分隔開的位置接合底部邊緣。
9．一種用於機櫃的加固門組件，包括門接納框架，它確定一個長方形開口，一個垂直框架部件在開口的每一側延伸；該門具有一個平板，它按可以樞轉方式安裝到門接納框架上，具有外面和裡面，其側邊緣部分沿平板邊緣自裡面向內延伸；其特徵在於，對角支撐部分，它們包括從每個側邊緣部分的裡面向門的上邊緣延伸的第一對角支撐部分，和從每個側邊緣部分的裡面向門的下邊緣延伸的第二對角支撐部分。
10．如權利要求9的門組件，其中對角支撐部分在閉合時接合到門接納框架上並對門接納框架提供支撐。
11．如權利要求9或10的門組件，其中該門包括接合於門板內表面上的矩形門框架。
12．如權利要求9-11中任何一個所述的門組件，其中對角支撐部分在第一和第二分開位置接合兩個邊緣。
13．如權利要求12的門組件，其中靠近頂部的對角支撐部分在分開的位置接合頂部邊緣，靠近底部的對角支撐部分在分開的位置接合底部邊緣。
全文摘要
一種電氣機櫃,包括框架和抗震輔架。抗震輔架包括垂直的框架部件,所說框架部件在頂部和底部與拉撐相互連接,並且在機櫃的前部和後部是敞開的。該組件安裝到機櫃的長方形框架上。柵架條從前到後地延伸,以連接各組件並提供附加的拉撐。前、後板包括安裝到接合於該框架內部邊緣的板上的各個轉角處的角撐板型的拉撐。
文檔編號H05K7/18GK1230094SQ99103688
公開日1999年9月29日 申請日期1999年3月12日 優先權日1998年3月13日
發明者約翰·J·讓克塞克, 克賴頓·R·湯姆森, 羅伯特·G·勞, 託得·J·米可雷, 艾裡克·E·艾姆斯塔德 申請人:霍夫曼機殼公司