专利名称：电气箱及其组装方法
技术领域：
本发明涉及一种机拒，设计为承装诸如断路器的电气设备，所述机拒通 过组装分离的部件来获得，即形成套件的形式。更具体地，本发明涉及一种 新设计的电气箱，使得特别是在嵌入安装的情况下不再需要提供封闭侧面 板。
本发明涉及一套组件，由此可制造电气箱，其中顶部部分地由直接固定 至支柱的前框架形成，该框架起到用于门、组装直立件和前面板(一个或多 个)的组装支承的作用。
背景技术：
容纳电气设备的机拒主要起到保护承装于其中的设备部件不受固体特
别是大于2.5mm的固体侵入的目的(保护等级也称为IP30 )。对于箱的某些 应用和位置而言，对后者来说重要的是满足比通常的IP30等级更严格的密 封标准，特别是可能会需要防护灰尘和液体溅射(例如称为IP54的保护等 级)。
如图1示意性的显示，容纳在箱1中的不同的设备部件通过电缆2与主 电源连接，箱的输入布线(input routing)通常是固定的。具体说，在所示情 况下，电缆2必须穿过箱的面板3。箱1可包括设置有开口的侧面板3，该 侧面板可有合适的板件制造。然而，箱1可在得知电缆2，的确切方位之前来 组装。随后，需要面板4的原位切割。而且，在某些情况下，箱l嵌入安装 在隔离件(partition)的凹部5中。而不是在侧面板4中进行切割，优选的 是可能不需要后者。当两个箱l邻接时，这种选择还可适用于内面板。
然而，对于现有的箱不可能简单地消除侧面板。箱实际上可以是"整体 的(monoblock)"或通过组装不同的部件来获得。只要涉及密封性则前一种 选择是特别有优势的，但是以这种方式制造的箱并不是模块化的。只要涉及 套件形式的箱，其优选用于大量的应用，则它们通常包括后面板和四个侧面 板，四个角支柱正交地装配在所述后面板上，所述四个侧面板定位在所述支柱之间。该结构通过门6关闭。箱1的强度以这种方式通过侧面板3、 4来
保证，所述侧面板3、 4进一步通常直接连接至门6:所述面板不能从箱的壳 层(envelope )上取出。
箱的结构由此没有优化成满足所遇到的不同组装方案的需要。现有箱的 另一问题是只要涉及壳层的修改则它们缺乏灵活性，并且在需要密封等级时 组状复杂。以一般的方式，可能会需要一套用于箱的部件，以能使所述箱的 制造模块化。
发明内容
在其它优点中，本发明的目的是克服现有组装箱的缺陷，以及提出能优 化电缆布线而不必在面板中进行切割的一套部件，并且满足不同密封等级的需要。
根据其中一个方面，本发明涉及一种机拒组装的方法，其中前框架直接 连接至装配在箱的后面板上的支柱，该前框架和支柱形成箱的外部壳层的整 体部分。以这种方式形成的敞开框架结构可根据需要封闭，面板的定位和选 择可推迟。优选地，所有组装步骤通过旋拧操作来执行。
本发明由此涉及用于组装电气箱的方法，包括将四个角支柱紧固在矩形 后面板的四个角处，其方式是限定每个支柱的角边缘的两个外部面是所述面 板的两个边缘的延伸，且将限定开口的前框架紧固在支柱的四个承载表面 上，前框架的外边缘是支柱的外部面的延伸。正交于后面板的侧面板可组装 在角支柱之间，所述支柱优选包括平行于后面板的组装表面，在紧固前框架 之前或在所述前框架已经拆除之后，在所述后面板上侧面板被螺钉紧固。根 据本发明的组装方法优选地与接合部处的密封件的挤压相关。
根据另一方面，本发明涉及一种组装套件，其使得根据本发明的方法能 够执行。具体说，本发明涉及一种组装套件用于制造电气机拒，其壳层为矩 形截面，且沿封装的深度延伸，包括
-矩形后面板，在其边缘上具有第一厚度，其形成箱的壳层的表面；
-四个角支柱，每一个包括两个正交的限定角边缘的外部面，所述角边 缘在第一端和第二端之间延伸第二高度，所述支柱还包括用于在它们的第一 端处组装至所述后面板的装置和承载表面；
-前框架，在其限定开口的外边缘上具有第三厚度，且能重叠在后面板上，其包括四个组装表面，当支柱的角边缘正交于所述前框架时，所述表面
能并置到支柱的承载表面；
其中，箱的壳层的深度等于第一厚度、第二高度和第三厚度之和。 由此，根据本发明的组装套件的部件的组装形成的箱使得部件全部形成 外部壳层的一部分，且可从外部可见。门优选地与前框架的开口中的铰链相 关联。以这种方式形成的框架结构可由第二支柱高度的侧面板封闭或保持打 开。优选地，面板的组装通过在支柱和侧面板装置的顶端处的组装表面的存 在来实现，具有定位法兰形式，使得面板能连接到组装表面上。
根据优选实施例，根据本发明的组装套件的部件适于通过旋拧进行组 装。具体说，前框架的每个组装表面和支柱的每个承载表面包括能将它们通 过旋拧紧固到彼此的装置。以相同的方式，支柱与面板的组装表面和面板的 定位法兰包括孔和螺紋。四个支柱通过基板在第一端处被封闭，所述基板可 柠到后面板上。
优选地，部件用折叠和焊接的金属板制造。为了减轻根据本发明的框架 结构，同时保存对重量应力的抵抗，根据本发明的组件的后面板优选地通过 沿箱的竖直边缘焊接的管状部来加强，且特别地通过焊接至后面板的折叠边 缘的加强件来加强。壳层的外边缘通过后面板的板形成并形成封闭的抗扭箱。
特别是为了获得紧密的组装，优选的是支柱的外部面是梯形的，其在后 面板的水平面处的边缘比在前框架的水平面处的边缘更长。
根据本发明的组装套件的部件的组装，特别是通过在部件之间的结合部 的水平面处插入密封件，使得能制造电气箱，其也是本发明的一个目的。几 个电气箱可以关联，它们的后面板并置且特别是通过支柱之间的螺钉固定而 彼此紧固。
从仅以示例性且非限制性的目的给出的呈现在所附附图中的本发明具 体实施例的以下描述中，其它的优点和特征将更加清楚。 图1示出了已经描述的电气箱的组装。
图2示出了根据本发明优选实施例的组装套件的组件。
图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的两个箱的组件的不同部件。
图4示出了根据本发明的箱的另 一 实施例的门组件。
图5示意性地示出了根据本发明的组装套件的部件的组装，以获得紧密的箱。
具体实施例方式
如图1中示意性所示，电气箱1通常固定至墙壁或嵌入安装于其上。箱
1的后面板和门6因此是竖直的。然而，为了清楚和简洁，在箱1的组装位 置中将描述箱的不同部分，其中后面板和门6是水平的，角支柱和侧面板3、 4是竖直延伸的。就本发明的目的而言，这些术语当然不是限制性的。
如图2所示，根据本发明的矩形平行六面体壳层的箱1通过固定至大致 矩形的后表面IO上的一套部件来形成，所述后面板形成箱1的壳层的一部 分，包括它的至少一个外部面。包括用于固定电气设备单元的孔的功能性直 立件12可以通过轨道固定在面板10的内表面上，优选旋拧入预先钻出的孔 中。具体说，两个功能性直立件12平行于后面板10的两个相对边缘，且设 计为当箱安装到墙壁上时是竖直的。
后面板10承受由直立件12上的设备单元的重力以及箱1的壳层本身的 重力而施加的应力。根据优选实施例，为了增加其弯曲和拉伸强度同时减少 其厚度，后面板10通过由管状元件16加强的小厚度板14形成，所述管状 元件16是焊4妄于其上的。以此方式形成的封闭抗4丑箱(closed torsion box) 16增加了组件的强度，所述抗扭箱优选地具有四边形横截面、设置在边缘上 且靠近功能性直立件12。
根据如图3所示的优选实施例，通过后面板10的板14管状元件16构 成至少两个面。为此目的，后面板10包括在相关的两个边缘上折叠成U形 的片状金属板14,由此形成具有第一厚度的正交表面18以及平行于后面板 的边缘20，该正交表面构成箱1的外面板的一部分，平行于后面板的边缘充 当用于要被组装的壳层的部件的支撑件。优选地，后面板10的折叠板14正 交地延伸超过边缘20,以形成有助于支柱和/或侧面板定位的元件22。而且， 在没有关联管状加强元件16的该板的两个边缘上，形成了板14的相同折叠 部18，、 20，、 22，，以简化后续的组装操作。
纵向加劲元件24——例如作为后面板10的同一金属板的一部分——点焊至边缘20,以形成封闭部分16。优选的是，还在其端部处焊接至板14的 边缘，以完全封闭管状元件16。当然，其它构造也是可以的，如焊接至平板 边缘上的U形加劲件，或封闭所述部分的板的折叠部。
功能性直立件12优选抵靠地连结至管状加强元件16,特别是通过旋拧 到板14上。根据一种方案，两个功能性直立件12通过两个固定杆(未示出) 彼此连接，由此形成可拆除的且相对于箱1的背部刚硬的框架。直立件12 随后可由装配工直接使用，使得箱1的壳层可先于功能单元装配到位。由此 可以防止从工作地点偷走设备，或不用完全拆除箱就能修改安装，特别是在 嵌入式安装的情况下。
四个角支柱30正交地固定至后面板10的内部面。#>据本发明，支柱30 形成箱1的外面板的一部分，且包括彼此正交的外部面32，所述外部面限定 了具有第二高度的角边缘34,所述角边缘定位为面对后面板10的每个角。 支柱30优选是中空的且用焊接折叠金属板制造。外部面32随后通过向内的 正交表面36延伸，侧面板可以抵靠该表面36定位。为了易于固定支柱30， 支柱通过基板38在其底端处被封闭，该基板38装配在后面板10的角处， 即在所述面板的边缘20上。两个部件IO、 38优选通过为此目的设置的螺钉 和孔40、 42彼此紧固。每个支柱的组装仅需要一次旋拧操作。而且，支柱 30可包括在其底部边缘上的突出部44,所述突出部装配到后面板IO的边缘 20的适当凹部46中。
箱的外部框架结构最终包括前框架50，其边缘也形成箱1的壳层的一部 分。框架50优选由焊接折叠金属板制造，且其限定的外部矩形可叠加在后 面板10上。可以限定不同的形状，特别是框架50的顶部矩形和其开口 52 的水平面处，但是外边缘54是竖直的，具有框架50的第三厚度，并装配在 后面板10的U形背部18的延伸部中以及支柱30的外部面32的延伸部中。 箱1的壳层的深度由此等于后面板10的第一厚度、支柱30的第二高度和框 架50的第三厚度之和。
前框架50装配在支柱30上。为此目的，每个支柱30包括支承表面56, 在该表面上可放置和固定框架50，该框架包括在每个底角处的组装表面(未 示出)，所述组装表面与支撑表面56联合起作用并能与之并列。支撑表面56 和框架50的组装表面优选平行于后面板10。优选的是连接是可逆的且适于 通过螺钉紧固。当部件优选由金属板制造时，支柱30的支撑表面56例如设置有通过螺紋管60延伸的孔58:框架50由此还通过四个螺钉来组装。
前框架50设置有铰链62，用于装配能关闭其开口 52的门64。而且， 功能性直立件66优选地与之关联，具体是通过螺钉。优选地，前板或支撑 前板的框架可在其开口 52中连接至前框架50,以限制对通过功能性直立件 12装配的电气设备的接近。
由此对组装进行了描述，其是通过图2中的八次旋柠操作和门的装配而 实现的，例如其可用在图1所示的嵌入式安装的情况下，特别是在直立墙壁 的凹部5中。由于根据本发明的箱1的设计，实际上不必封闭侧面板来获得 组件的刚度。由于无论输入电缆2、 2，的方位如何都可以执行连接，所以组 装更加容易不必在面板中钻出切割部。如果需要，前面板50可在其外部 面上被遮盖，以便延伸超过嵌入安装凹部5。
而且应注意的是，根据本发明的设计给出了对门64的打开方向的选择， 在完成最终的安装之前可卸下门。 一旦箱1已经组装，甚至可以修改把手68 的方位。通过卸下紧固前框架50的四个螺钉，可容易地拆卸连同门64—起 的组件并将其转动约180° ，以装配在支柱30上(也示于图4中)。不似现 有的箱，修改门64的打开方向不需要对门64本身的安装作任何改变，且铰 链62不受压。
然而，对于大多数使用来说，推荐封闭箱l的壳层，原因是保护、有美 感的外观、密封等。参考图2描述的組件的侧面板可通过按压面板来封闭。 然而，由于拆除前遮盖物50、 64的筒化，优选是进行侧面板的装配，而不 装配前框架50,以使得部件之间的调整可被优化。
侧面板70包括两个平行的顶边缘和底边缘，二者之间的距离相当于第 二高度，由此侧面板70可装配在支柱30上。为了易于装配，面板70的底 边缘可包括接合在后面板10的边缘20的凹部46，中的突出部，如支柱30(未 示出)。为了调整面板70,有利的是，通过平行定位的翼状物72延伸的支柱 的外部面32朝向壳层的内部偏移，且可压靠该面板70。翼状物72接续支柱 的表面36，其宽度由面板70的厚度决定。其包括用于通过旋拧来紧固的装 置74,例如用于面一反70。
有利的是，为了优化调整和重要的是如果装配了密封件时的密封性，支 柱30包括组装表面76，该表面大致平行于后面板10，面板70的顶边缘设 置有与它的平面正交的法兰78,该法兰将其本身定位在组装表面76上方且固定于其上(图4)。优选例如通过旋柠来获得紧固，并带有伴随而来的紧密
型。支柱30由顶部组装表面76封闭，例如焊接在外部面32的顶边缘下方 的金属板，带有大致相应于面板70的法兰78的厚度的偏移量。在组装表面 76中钻出两个孔80,所述孔包括带有大致平行于边缘34的轴线的螺紋延伸 部，每个孔与面板70的法兰78的组装孔联合起作用。两个螺钉由此完成每 个面板70的组装。
有利的是，对于每个支柱30,前框架50的承载表面52和面板70的组 装表面76由相同的折叠金属板形成，彼此沿高度方向偏移并被焊接，以封 闭支柱30，特别是带有支架式强化系统。
根据本发明的结构由此确保对侧面板70的容易地组装和拆卸，包括一 旦箱1已经装配到位的情况。前框架50被拧出且每个面板70可在其两个角 78处被拧出，以从箱1中取出。随后可以更换和/或改装。在某些构造中， 例如可仅装配两个或三个侧面板。以这种方式，为了使一些关联箱并置，根 据本发明的组装套件消除了对内表面的需要，而没有任何切割或"自己动手" 的操作。
如图3所示，根据本发明的组装套件制造的两个机柜1可并列地放置， 角支柱30被如上所述地组装。两个箱之间的紧固可特别地通过后面板10的 并置边缘的支柱30来执行，它们的定位翼状物72彼此平行。它们的孔74 之间的螺钉紧固件82将两个箱连接起来，由此提供了机械连接。
前框架50可在后面板10被连接之前或之后装配，如前所述地进行外面 板70的装配。
取决于需求以及特别是对密封有一定要求的情况下，可装配辅助系统， 例如纵向部分84可通过旋柠或粘接遮盖两个后面板10的外部面之间的结合 部。在两端处的条棒切槽形式的加强件86可被装配代替两个侧表面，所述 加强件在相关的四个支柱30的组装表面76上彼此连接起来。
根据本发明的箱部件可用于IP54等级的组装，除了与接合处相关联的 密封件之外没有任何实质的修改。具体说，如图5示意性示出，紧固至后面 板10的密封件90由支柱30的基板36和面板70的底端边缘挤压。以相对 的方式，所述密封件90可牢固地固定至所述部件30、 70的面对后面板10 的表面上。以相同的方式，当前框架50被旋拧紧固至支柱30的承载表面56 和侧面板70的顶端边缘(或连接箱的顶法兰86的顶端边缘)时，密封件92受到压缩。在根据本发明的优选箱设计中，由于通过执行正交地将紧固件旋 拧到面对的表面，可以更简单地实现紧固。
至于侧面板70和支柱30之间的密封，可以有各种方案。有利的是，密 封件94的挤压通过支柱30的表面36上的面板70的倾斜接合来获得，界面 适于在该密封件94的水平面处。支柱30的外部面32是用于该目的的梯形 形状，即带有比顶边缘更长的底边缘。由于这种构造，相邻表面36相对于
的倾斜边缘，其具有外部表面32的互补形状。放置在定位翼状物72、表面 36和后面板10之间的分配空间中的侧面板70通过垂直地按压密封件96而 被旋拧到支柱30上，即由于面板70逐渐加宽而带来的相对于密封件96的 倾斜力挤压所述密封件。
优选的支柱实施例描述于法国专利申请FR 07 02075中。
当然，优选的是，对用于不同类型箱的相同部件为了减少工业参考的数 目参考IP54等级组装描述的锥体支柱30当然能用于IP30等级组装，或没 有侧面板70。所有部件10、 30、 50、 70的紧密性有利地通过相同类型的螺 钉来执行，即具有相同直径的特别螺钉和/或可使用相同的工具拧紧的螺钉。 根据本发明的箱的设计由此使得以套件形式的箱的制造可被优化
-不需要工业投资，通过焊接和折叠来实现不同的部件10、 30、 50、 70;
-箱l可以很轻，在关键位置使用相对较薄的金属板来加强；
-箱1具有强度的感知，后面板10通过可见的管状元件16和/或增加安 装从门64至箱1的背部的支柱30的支座来加强；
-组装很容易，对于所有部件简单地需要八到十六个旋柠操作；
-组装符合人类工程学，经由基板38筒单定位支柱30且经由支柱的翼 状物72简单定位面板70,并通过后面板10的突出元件22或壳体46、 46， 辅助装配；
-可没有任何麻烦地修改门64;
-不需要在现场切割侧面板70来对电缆2布线，面板70能被简单地去 除或一旦就位能从箱1中取出；
-支柱30的锥体形状使得通过旋拧面板70 "自然"执行IP54紧密等级 的组装更容易，没有复杂的紧固，无需辅助元件或必须的特殊的定制工具；
-IP30或IP54等级的箱可用相同的整体部件实现，其能使工业参考数量减少；
-箱1可在获知其被放置的确切位置之前完成，用于嵌入安装或固定至
墙壁；
-易于从一开始或甚至一旦就位后实现箱1的组装，并具有可能的后续修改。
权利要求
1、一种用于制造电气箱(1)的组装套件，该箱的壳层具有矩形截面且贯穿该壳层的深度，所述组装套件包括-矩形后面板(10)，在其边缘上具有第一厚度，其形成所述箱(1)的壳层的表面；-四个角支柱(30)，每一个都包括两个正交的外部面(32)、装置(38、40)和承载表面(56)，所述外部面(32)限定出在第一端和第二端之间延伸第二高度的角边缘(34)，所述装置(38、40)用于在它们的第一端处组装至所述后面板(10)，并且所述承载表面在所述两端之间；-前框架(50)，其限定了开口(52)，所述前框架形成大致与所述后面板(10)相同尺寸的矩形，且在其外边缘(54)上具有第三厚度，并包括四个组装表面，当所述支柱(30)的角边缘(34)正交于所述前框架(50)时，所述组装表面能并置到所述支柱(30)的承载表面(56)；其中，所述箱的壳层的深度等于所述第一厚度、第二高度和第三厚度之和。
2、 如权利要求1所述的组装套件，其中，所述前框架(50)的每个组 装表面和所述支柱(30)的每个承载表面(56)包括用于螺钉紧固到彼此的 装置(58、 60)。
3、 如权利要求1或2所述的组装套件，其中，所述四个支柱(30)在 所述第一端处由基板(38)封闭，该基板可旋拧到所述后面板(10)上。
4、 如权利要求1至3中任何一项所述的组装套件，其中，所述支柱(30 ) 的外部面(32)是梯形，其在所述第一端处的边缘比在所述第二端处的边缘 更长。
5、 如权利要求1至4中任何一项所述的组装套件，其中，所述后面板 (10)由金属板制造，且包括通过沿两个相对边缘焊接而封闭的至少两个管状部分(16)。
6、 如权利要求5所述的组装套件，其中，所述金属板在所述后面板(10) 的边缘处折叠以形成具有所述第一厚度的法兰(20)，且包括两个纵向的加 强件(24)，所述加强件焊接至所述法兰(20)以形成所述管状部分(16)。
7、 如权利要求1至6中任何一项所述的组装套件，其中，所述前框架(50)包括铰链(62)，且还包括门(64),所述门能封闭所述前框架的开口 (52)。
8、 如权利要求1至7中任何一项所述的组装套件，还包括在两个平行 边缘之间的具有第二高度的封闭面板(70),且其设计为封闭组装在所述后 面^L ( 10 )的两个连续角上的两个支柱(30 )之间的侧部。
9、 如权利要求8所述的组装套件，其中，所述支柱(30)在它们的第 二端处包括组装表面(76)，且其中所述面板(70)设置有用于通过旋拧将 所述面板紧固至所述支柱(30)的组装表面(76)的装置(78)。
10、 一种包括如权利要求1至9中任何一项所述的组装套件的电气箱， 其中，不同的部件，即后面板(IO)、支柱(30)、前框架(50)和可能的侧 面板(70)和门(64)被组装，密封件(90、 92、 94)挤压在所述不同的部 件之间。
11、 如权利要求10所述的箱的组件，其中，两个后面板(10)沿一个 边缘并排放置，且组装在两个边缘的拐角上的四个支柱(30)通过螺钉紧固 件(82)彼此连接。
12、 一种用于组装电气箱的方法，包括-在矩形后面板(10)的四个角处紧固四个角支柱(30)，其方式是所 限定的每个所述支柱(30)的角边缘(34)的两个外部面(32)是所述面板 (10)的两个端边缘的延伸部，每个所述支柱(30)包括沿其角边缘(34) 的承载表面(56);-将限定开口 (52)的前框架(50)紧固在所述四个承载表面(56)上， 所述前框架(50)的外边缘(54)是所述支柱(30)的外部面(32)的延伸 部。
13、 如权利要求12所述的组装方法，其中，紧固操作通过旋拧来实现。
14、 如权利要求12或13所述的方法，还包括将正交于所述后面板(10) 的侧面板(70)组装在所述角支柱(30)之间。
15、 如权利要求14所述的方法，其中，所述角支柱(30)包括组装表 面(76),该表面平行于在所述支柱自由边缘上的所述后面板(10)，且其中 在紧固所述前框架(50)之前或在已经拆卸了所述前框架(50)之后，所述 侧面板(70)的组装通过旋捋到所述组装表面(76)上来实现。
16、 如权利要求12至15中任何一项所述的方法，其中，不同部件(10、 70)之间的界面包括密封件(90, 92， 94),所述密封件在完成组 装时纟皮挤压。
全文摘要
一种用于电气箱(1)的新设计，能通过不同部件的旋拧紧固实现容易的组装。此外，根据本发明的箱(1)包括前框架(50)，能消除对封闭箱(1)的侧面板(70)的需要，和/或允许在箱(1)安装在墙壁上后修改这些面板(70)。根据本发明的箱组装套件的部件由此使得箱(1)的形式模块化，实现彼此连接的箱和/或所选择的密封等级，而不用修改组装或合适的部件。
文档编号H05K5/00GK101299514SQ20081008722
公开日2008年11月5日 申请日期2008年3月24日 优先权日2007年3月22日
发明者弗雷德里克·沃特洛特, 杜世全, 晔 杨, 杨世平, 洵 陈 申请人:施耐德电器工业公司