专利名称：电气机柜的抗震辅架的制作方法
技术领域：
本发明涉及电气机柜和框架，确切地说，涉及具有抗震辅架的电气机柜。
与诸如大、小电气开关系统一道使用的电气机柜系统通常用于容纳多个内部安装板，安装板上固定用于多种目的的电气部件及其它的附件。这样一些机柜的制造要求是要有满足各种用户要求的适用性，同时要能提供通用的、有效利用空间的机柜，并且具有便于接近维护的内部。重要的是，这样的机柜应该具有便于拆卸的底板安装板，它们的拆、装、或重新定位都很容易，以减小时间和劳力。机柜应可适应多种配置，且制造成本低廉。在Lau等人的美国专利No.5,292,189中示出了这样一种机柜的样品。该机柜的基本部分围绕机柜的内周边形成一个连续的长方形的导向槽道。在相对的平行槽道段中容纳一对槽道衬圈，槽道衬圈连接到该安装板的相对的下角。这种系统可提供一种通用性和有效性都很高的机柜和安装系统。
然而应该知道，虽然这些机柜满足正常设计标准且表现良好，但在地震多发区必须满足更高级的标准。在地震区使用的设备必须能够满足1995年10月颁布的Bellcore标准GR-63-Core的第4.4节规定的网络建筑物系统的要求。虽然现有的机柜和框架在提供易于维护的灵活的机柜方面是成功的，但这些系统不满足Bellcore标准中规定的较苛刻的地震方面的要求。应该把框架构造成能承受地震等效力的作用而不会产生永久性的结构损伤或机械性损伤，同时还应把在出现这种情况期间产生的框架变位减至最小。此外，框架是一种可装到现有的框架上的固体焊接结构是有益的。
在德国专利DE 19615759A1中公开了一种抗震框架的实例。该抗震框架包括可固定到现有框架上的各种支撑和拉撑。然而，为了得到附加的刚性，这些部件是用螺栓固定到现有的框架上，而不进行焊接。各种零件延伸于直立的框架部分之间，因此堵住了框架前部和后部的某些开口，从而降低了可接近性。此外，这种设计可能不满足地震多发区的所有标准。螺栓连接拉撑不能提供从机柜门和后板至框架的任何拉撑作用。
可以看出，需要一种新的改进的机柜和框架，它应具有可接近性和通用性，并应满足用在地震环境的物理方面的和功能方面的性能要求。本发明解决了与电气机柜及框架有关的这些问题以及其它的一些问题。
本发明涉及一种电气机柜和框架，确切地说涉及具有抗震辅架的电气机柜和框架。该电气机柜具有一个长方形的框架，框架具有直立部件和上、下横向连接部分，它们形成一个大体长方形的框架。框架部件的设计各异，但总体包括长方形的导向槽道以及多个安装孔，用于固定滑道、机柜板、和其它各种部件及附件。
为了满足地震多发区用机柜标准，必须对机柜框架提供附加支撑。本发明的目的就是提供附加的支撑以满足机柜的抗震标准，同时还要保持机柜的通用性、电气机柜内部的可接近性、以及制造的容易性。抗震辅架包括形成一个长方形的导向槽道并安装到电气机柜的框架上的垂直辅架部件。抗震的垂直部件靠近框架的现有垂直部件安装，或者向内沿远离垂直部件的方向移动。顶部和底部的横向连接部件在机柜的前、后方向提供拉撑。通过栅架条提供前、后辅架组件之间的固定。栅架条一般为加宽的长方形的“C”形槽道部件，它们具有沿长方形槽道的侧面、顶部、和底部间隔开的安装孔。栅架条一般与顶部部件和底部部件分隔开，并且插入在辅架部分的凸缘中形成的切口中。
除了可固定到标准框架上的地震辅架以外，还通过前、后安装板拉撑在机柜的前门板和后板处提供附加的支撑。把四个拉撑固定到各前、后板上，同时把拉撑安装到各个板上，因而若拆下所说的板，则进入不受拉撑的限制。板式拉撑一般放在板的四角附近的某个位置以与顶部和底部内部框架部分的内缘相接。板式拉撑的边缘相互成直角，从而使接合框架部件的移动受到与板状拉撑接合的限制。拉撑一般安装在门条上，以使拉撑的平面平行于门的平面并离开门的平面，从而与机柜框架部件的边缘相接。前、后板状拉撑可单独使用，或者与抗震辅架组件结合使用。
这里所附的并且形成本发明的一部分的权利要求书特别指出表征本发明的特征的这些新颖性特征和各种其它优点。然而，为了更好地理解本发明、它的优点、以及通过使用达到的目的，应该参照形成本发明的一部分的附图，以及相伴的描述性内容，在该内容中说明并描述了本发明的一个优选实施例。
现在参照附图，其中在几个附图中用类似的参考序数和字母表示相应的结构。
图1表示按本发明原理的电气机柜的部分分解的透视图；图2表示用于图1所示的电气机柜的框架和辅架结构的透视图；图3A和3B表示用于图2所示结构的辅架部件的透视图；图4表示用于图2所示结构的辅架交叉拉撑的透视图；图5表示用于图2所示结构的栅架条的透视图；图6表示如图2所示的带板状拉撑结构的顶视平面图；图7表示与图6所示的板状拉撑接合的框架的正视图；图8表示安装到后板上并与机柜框架接合的图6所示的板状拉撑的详细的正视图；图9为电气机柜框架和辅架结构的透视图，其中的辅架组件远离垂直框架部件安装；以及图10-14表示图3所示的辅架部件的几种可替换实施例的端视立面图。
现参照附图，特别是参照图1，其中示出一个电气机柜，它总体地表示为20。机柜20包括框架32，它支撑侧板22、前门板24、后壁板26、以及顶板28、底板30。这样一种机柜可以取各种尺寸和比例，并且支撑一般装在滑轨上的电气设备和附件，而滑轨是支撑在框架32上的。
如图1、2和9中最清晰地表示的那样，机柜框架32一般包括角框架部分40a、40b、40c和40d。此外，在框架横向连接部分42a,42b,42c和42d及下框架横向连接部分44a,44b,44c和44d形成一个大体长方形的框架。各个部分40、42和44在它们的交角处相互连接，并且对安装块46进行配置，以便可接纳各个框架部分40,42和44。框架部分40,42和44可以有几种形状，但一般形成一个长方形的导向槽道，并且使沿各个部分的长度方向分隔开。在优选实施例中，把各个部分40,42和44焊接起来。安装块46还可以包括螺钉孔，用于固定其它部件。框架32还可以有固定到上、下长方形导向槽道的角撑板48，以对框架32提供附加的支撑。
现参照图3A和3B，其中表示用于机柜20的抗震辅架50的一个滑轨角铁或辅架部件54。图1、2和9中所示的辅架50对框架32提供附加的支撑和拉撑固定，同时维持机柜20的通用性和可接近性。辅架50具有一个或多个辅架组件52，每个辅架组件都包括两个垂直的辅架部件54。每个细长的辅架部件54都包括用于形成长方形导向槽道的断面，并且有一个从一侧伸出的凸缘。如下面要说明的，其它的实施例可能包括附加的凸缘或伸出部分。辅架部件54包括沿各个表面分隔开的、并且沿每个部件54的长度方向延伸的安装孔。这样，就可以按照各种通用的方式把辅架部件54安装到框架32上，并可接收要安装到辅架50上的各种附件和滑轨。如图3A最清晰地表示的那样，每个辅架垂直部件54还包括有切口，用于接纳栅架条60。如图4所示，拉撑62安装在每个辅架组件52的上部和下部。每个拉撑62形成一个槽道型断面，并且安装到框架32的前部和后部的上交叉框架部分42和下交叉框架部分44。拉撑62在其端部包括角撑板，还包括沿其长度方向形成的一个长方形槽道。拉撑62就安装在上部和下部，因此使辅架组件52的前、后面基本上保持敞开，以插入滑轨和附件并可接近机柜20内部的各个部件。
如图5所示，栅架条60是C形槽道型部件，它具有沿所有表面分隔开的安装孔，为固定各种各样的附件和部件并安装到辅架部件54上提供通用性。如图2清晰所示，在切口处把栅架条60安装到辅架垂直部件54上。栅架条60连接长方形的前、后辅架组件52，能从前到后对机柜框架32提供附加支撑和拉撑固定。
如图9所示，辅架50可以包括沿远离框架32的方向的垂直角框架部分40a-d的辅架组件52。在某些结构和应用中，为了安装和拉撑的需求，使辅架组件52远离框架32可能是有益的。可以沿上交叉框架部分42、下交叉框架44、和栅架条60的任何位置移动辅架组件52，以提供附加的拉撑。还可以看出，虽然图中只表示出两个这样的辅架组件52，但为了提供附加的拉撑和支撑，安装的这种组件可以多于两个。
现在参照图6，其中表示的是辅架50和框架32之间的界面。每个垂直的辅架部件54都焊接到相应的角框架部分40上，其中的长方形的导向槽道彼此相对。这种结构在没有辅架50的条件下提供了极其稳定的框架32，其支撑和刚性都比框架20有所改进。栅架条60固定到前、后角框架部分40上并在前、后角框架部分40之间延伸，并且连到角框架部分40的内侧，以便在上、下交叉框架部分42和44的中部提供拉撑固定。
由于期望使机柜20的前板和后板敞开以便进行维护，所以沿前、后方向提供附加拉撑是比较困难的。然而可以看出，前门板24和后板26可以用作框架32的一个附加拉撑。如图7所示，可在前门板24上，或者在后板26上，把一个板状拉撑70安装到条形组件78上，如图8所示。板状拉撑70包括内表面74、外表面76、和端表面72，端表面72与框架32接合以便对框架32提供附加拉撑。可以看出，虽然在所示的实施例中板状拉撑70为大体梯形形状，但是能提供对框架32的顶部和侧面的接合与支撑的其它结构形状也是可以的。由于在前门板24或后板26上板状拉撑70是安装到条形组件78上的，所以，当打开或拆下门板24或者拆下后板26时，机柜20的前部和后部由框架32形成的长方形开口仍旧是完全打开的，从而易于接近内部。然而，如图6和8所示，当固定后板26或者关上前门板24时，板状拉撑70就自动地在角内部自动地接合在框架32上。如图6所示，板状拉撑70平行于板24和26，并且向内隔开一段距离，以利于自动接合。此外，板状拉撑70的位置可使门板24和后板26自动定位。如图7所示，为了容纳闩锁，在靠近闩锁的边缘处的拉撑70可以更长些，因为必须从门的边缘移入条形组件78的垂直条以接纳闩锁组件。
现在参照图10-14，其中表示辅架垂直部件54的各种实施例。如图10所示，垂直框架部件154包括形成导向槽道的平板部分156、158和160。平板部分156略向外延伸，且沿其长度方向可有偏移以提供安装灵活性。凸缘162从平板部分160的端部向外伸出，与平板部分160成直角。
在图11中，垂直部分254包括形成一个长方形的导向槽道的平板部分256、258和260，还包括一个垂直于平板部分260延伸的凸缘262。然而，附加的凸缘264从凸缘262的外端延伸，并且反向朝向平板部分258，以给出一个方角“S”形断面。
在图12中，辅架部件354包括平板部分356、358、360、362和364，和图11的各个部分相对应。然而，部分362和364是细长的，以提供为得到不同形状的较大的安装灵活性。
如图13所示，辅架部件454包括平板部分456、458、460、462和464。另外，还增加一个“L”形的部件，平板部分466和468形成第三个长方形的槽道，其开口和由表面456、458和460形成的长方形槽道的开口为同一方向。平板部分464反向延伸，超过平板部分458的平面，从而使由平板部分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。
如图14所示，辅架部件554的另一个实施例包括平板部分556、558、560、562和564。部件554的断面类似于部件254的断面，只是平板部分564延伸超过了平板部分558。
应该意识到，本发明为部件154、254、354、454和554的组合提供了相同的框架32。各种辅架部件154、254、354、454和554中的借助于栅架条60和拉撑62的各种安装都是可以互换的。但抗震辅架50和各种框架部件都可与板状拉撑70组合使用。本发明对于满足地震环境的设计标准的刚性较大的框架提供附加的刚性拉撑和支撑。可以看出，如果发生地震，附加的支撑和拉撑会限制形变和移位。这样，就对机柜内部的电气设备及附件提供了附加的保护作用。
然而应当明白，在以上的描述中已涉及本发明的许多特征和优点，以及本发明的结构和功能的细节，但此公开仅是说明性的，并且在由所附的权利要求书表示的术语的广泛普遍含义所指示的本发明的整个原理范围内，可以进行细节改变，尤其是在有关零部件的形状、尺寸、和安排方面的改变。
权利要求
1．一种抗震加固电气机柜，包括长方形的外壳，它包括相对的第一和第二侧面、顶部和底部，其中的一个侧面有门；基架，它包括由连接在一起的垂直框架部件和顶部及底部横向连接部件组成的一个网格结构，用以形成一个可自由直立的长方形的支撑结构；其改进包括一个连接到基架并包含在基架中的一个可自由直立的自支撑的加固辅架，该辅架包括第一和第二长方形组件，每个长方形组件具有相对的辅架垂直部件、靠近门的上边缘的顶部辅架横向连接部件、和靠近门的下边缘的底部辅架横向连接部件；以及，第一和第二辅架连接器部件，用于相互连接第一和第二长方形组件。
2．权利要求1的电气机柜，其中每个辅架垂直部件包括凹槽，用于接纳第一和第二辅架连接器部件中的一个；并且其中第一和第二辅架连接器部件相互连接基架的相对侧面，并且穿过垂直框架部件中的凹槽。
3．权利要求2的电气机柜，其中每个垂直辅架部件包括靠近第一侧面表面垂直设置的前表面、靠近第一侧面表面垂直设置的中间表面、靠近中间表面垂直设置的并且基本上平行于第一侧面表面的第二侧表面，以及靠近第二侧表面垂直设置的并且基本上平行于中间表面的后表面，第二侧表面包括凹槽。
4．按权利要求1-3中任一个所述的电气机柜，其中门包括对角支撑部分，它们包括从门的每一侧向上边缘延伸的第一对角支撑部分和从门的每一侧向下边缘延伸的第二对角支撑部分。
5．如权利要求4的门组件，其中对角支撑部分在闭合时接合到门接纳框架上并对门接纳框架提供支撑。
6．如权利要求4或5的门组件，其中门包括一个长方形的接合到门板的内表面上的门框架。
7．如权利要求4-6中任何一个所述的门组件，其中对角支撑部分延伸到门的两侧的第一和第二分开的位置。
8．如权利要求7的门组件，其中靠近顶部的对角支撑部分在分隔开的位置接合顶部边缘，靠近底部的对角支撑部分在分隔开的位置接合底部边缘。
9．一种用于机柜的加固门组件，包括门接纳框架，它确定一个长方形开口，一个垂直框架部件在开口的每一侧延伸；该门具有一个平板，它按可以枢转方式安装到门接纳框架上，具有外面和里面，其侧边缘部分沿平板边缘自里面向内延伸；其特征在于，对角支撑部分，它们包括从每个侧边缘部分的里面向门的上边缘延伸的第一对角支撑部分，和从每个侧边缘部分的里面向门的下边缘延伸的第二对角支撑部分。
10．如权利要求9的门组件，其中对角支撑部分在闭合时接合到门接纳框架上并对门接纳框架提供支撑。
11．如权利要求9或10的门组件，其中该门包括接合于门板内表面上的矩形门框架。
12．如权利要求9-11中任何一个所述的门组件，其中对角支撑部分在第一和第二分开位置接合两个边缘。
13．如权利要求12的门组件，其中靠近顶部的对角支撑部分在分开的位置接合顶部边缘，靠近底部的对角支撑部分在分开的位置接合底部边缘。
全文摘要
一种电气机柜,包括框架和抗震辅架。抗震辅架包括垂直的框架部件,所说框架部件在顶部和底部与拉撑相互连接,并且在机柜的前部和后部是敞开的。该组件安装到机柜的长方形框架上。栅架条从前到后地延伸,以连接各组件并提供附加的拉撑。前、后板包括安装到接合于该框架内部边缘的板上的各个转角处的角撑板型的拉撑。
文档编号H05K7/18GK1230094SQ99103688
公开日1999年9月29日 申请日期1999年3月12日 优先权日1998年3月13日
发明者约翰·J·让克塞克, 克赖顿·R·汤姆森, 罗伯特·G·劳, 托得·J·米可雷, 艾里克·E·艾姆斯塔德 申请人:霍夫曼机壳公司