专利名称：由通过螺钉连接的成形件构成的型钢机架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由相互间通过固定螺钉连接的成形件构成的型钢机架，这些成形件具有一个包括至少三个同向折弯部段的断面形状，其中，这些成形件通过其构成机架棱角的端部相互搭接地设置。
如从US 4 114 336中已知的那样，对于一个这类机架特别重要的是其结构要具有一个高强度，尤其是在拼角处要有较高的强度，因为这种机架设计得相当高并可能要装入一些沉重的装置。此外例如对于开关柜机架可能要求这种机架在配有沉重开关装置的情况下运输。因此要特别重视这种机架的棱角处的连接。
已知许多制造这类型钢机架的传统结构，这些结构对于构造一些单个(浮装)开关柜或一些开关设备的多配电柜形式的机架是必需的。
许多已知的用于上述类型机架的结构都是从采用不同的适当断面形状来考虑的，其中，首先由一些成形件制成具有一种断面形状的侧面框架，接着将两个这样的侧面框架通过具有另一种断面形状的横梁连接成最终的机架。由此可以实现例如提供一个较大的接触面用于在侧面支承所述框架的侧壁，而通过设置这些横梁在很大程度上保证了机架或结构框架的稳定性。
对于所期望达到的机架强度或稳定性而言，这些成形件在机架棱角处的连接是之关重要。对此不仅已知一些可拆卸的连接方式而且也已知一些不可拆卸的连接方式。同样也已知一些用于连接所述成形件的可拆卸式的连接。对此上述US 4 114 336提出了一种直接相互连接所述成形件的方法。
与此相对，在DE 299 23 458 U1中建议，通过一个简单的由钢板制成的角钢改善所述在一个机架棱角处对接的成形件之间的连接，该角钢分别通过两个夹紧元件(螺钉、铆钉)与每个成形件连接。为了尽可能抗弯曲或抗变形地构成连接，在所述角钢和成形件上均加工出漏斗形拉伸体，一些螺钉孔位于其中心。由此不仅在拧紧所述夹紧部件时使所述构件相互对准，而且达到有效的在拼角处形成广泛地刚性连接的形状连接。
显然，将所述成形件直接连接成一个机架棱角具有省去一些附加角钢的优点，但是不能相应地满足上述要求。
本发明所要解决的技术问题是，创造一种通过螺钉连接的型钢机架，该型钢机架在整个外表面上在成形件之间的连接处都是平齐过渡的。以保证形成一个光滑的外表面。
上述技术问题通过本发明的下列特征得以解决-将所述成形件设计成一些具有第一断面形状的框架构件和一些具有第二断面形状的横梁，-由所述框架构件组装成一个侧面框架，该侧面框架具有一些位于框架平面里的外侧部段，-两个侧面框架通过一些横梁相互连接，-所述外侧部段在这些框架构件的端部上设有一个斜切棱边，-在每个框架构件的第一端部上设置一个从斜切棱边凸出的向内折弯的固定连接板，该固定连接板带有一些用于安装固定螺钉的孔-每个框架构件在第一端部上都设有至少一个凸伸出的插接凸舌并在其第二端部上设有一个用于插入一个与该框架构件连接的另一框架构件的插接凸舌的缝隙以及在其两个端部上都设有一些用于插入所述横梁的插接凸舌的缝隙，-所述横梁在两个端部上都具有一些向里折弯的、用于与所述框架构件连接的固定连接板，在这些固定连接板上设有一些用于安装固定螺钉的孔。
通过所述斜切棱边与固定连接板的组合达到使通过螺钉连接的机架具有一个特别高的强度。在此保留了目前已知机架的优点。在这方面属于利用已知和熟悉的断面形状。但是在本发明的范围里这些断面形状具有不同结构的端部，这些在框架构件上的端部是非对称的。在这方面按照本发明的一个优选的扩展设计具有下列特征-所述侧面框架的框架构件均具有一个位于侧面框架的内边缘处的、连接在所述外侧部段上的内侧端部部段，-一个朝向型钢机架的内部空间的外侧端部部段位于所述侧面框架的外边缘处，
-所述外侧部段和外侧端部部段通过一个中间部段连接，-所述用于一个待连接框架构件的插接凸舌和缝隙设置在内侧端部部段上，-一些用于嵌接所述横梁的插接凸舌的缝隙位于外侧端部部段中，-一些供所述横梁的固定连接板的固定螺钉穿过用的通孔位于所述中间部段上。
为了将位于所述横梁端部的固定连接板连接到所述框架构件上可以采用不同的适当设置结构。但是将所述外侧端部部段在框架构件的两端部处与所述横梁的固定连接板的宽度相对应地缩短设计，这一方式已经被证实是特别有利的。以这种方式可以采用一些结构简单的、即平行地弯折的固定连接板。
通过本发明的另一扩展设计不仅简化了所述侧面框架的制造过程，而且明显地提高了框架拼角处的强度。这一目的可以通过下述方式达到，即，所述斜切棱边截止于所述框架构件的外侧部段的长棱边前并且在从这些斜切棱边向所述内侧端部部段和向所述中间部段的过渡区上设有一些直角台阶式形状元件，将这些台阶式形状元件设计为在第一端部上的一些凹缺和在所述第二端部上的一些凸伸部段，因此构成了一些用于相互支承两个待连接框架构件的支承面。因为这些支承面位于所述框架构件的长棱边旁边，因而要求这些支承面相互间尽可能地间隔远一些，因此它们才能有效地支撑所述固定螺钉，以保证所述框架拼角处的稳定性。
为了在采用一般厚度的钢板来加工所述框架构件和横梁时也能实现具有尽可能大的承重能力的螺钉连接，本发明建议，在所述侧面框架的框架构件的弯折固定连接板和所述横梁的弯折固定连接板上均设置一些用于安装固定螺钉的带有凸台的孔。此外，将所述固定连接板的支承面中的通孔有利地设计成一些带有沉槽的孔。
如已经阐述过的那样，为了达到本发明的目可以采用一些熟知的断面形状，但是这些断面形状具有特殊结构的端部。同时在本发明的范围内，所述横梁具有两个互成直角的主部段以及连接在这两个主部段上的端部部段，其中，每个主部段在两端部处具有一个凸伸出的向内弯折的固定连接板，而所述端部部段在每一个端部上各设有一个插接凸舌。按照本发明构成的型钢机架尤其适用于作为一个开关柜的结构框架或作为一些多配电柜形式的开关设备的机架，因为在这方面其独特的性能有效地起作用。
为了更好地理解本发明下面借助于一个优选的、但并不限制保护范围的实施方式详细阐述本发明。
图1以一个立体图示出了按照本发明的型钢机架的基本结构。
图2表示图1所示的型钢机架后部的左下方机架棱角的局部示意图。
图3表示对应于图1的位于右后方和右前方的机架棱角的局部示意图。
图4表示图1所示机架的一个侧面框架的一个框架构件的展开图。
图5表示由按照图4所示的展开件制造出来的框架构件的俯视图。
图6表示由按照图4所示的展开件制造出来的框架构件的正视图。
图7表示由按照图4所示的展开件制造出来的框架构件的侧视图。
图8表示按照图1所示的机架的一个横梁的展开图。
图9表示由按照图8所示的展开件制造出来的横梁的俯视图。
图10表示由按照图8所示的展开件制造出来的横梁的正视图。
图11表示由按照图8所示的展开件制造出来的横梁的侧视图。
图12示出一些用于自攻螺钉的凸台(Durchzüge)的实施方式。
图1示出了按照本发明的型钢机架1的基本结构。该型钢机架1由两个侧面框架2和四个横梁3组成，为了组成(顶部的)机架棱角8，9，10，11以及(底部的)机架棱角12，13，14，15将这些框架和横梁相互连接起来。
图2示出了对应于图1的机架棱角14，即图1所示的型钢机架1的底部左后方机架棱角，而且是从型钢机架内部看过去所观察到的。一个水平的框架构件16和一个竖直的框架构件17在该机架棱角14处通过一个横梁3连接。在所述侧面框架2的框架构件16和17的连接位置处可以看到框架构件17的一个向内弯折的固定连接板18，该固定连接板18贴靠在框架构件16的一个外侧部段4的内侧面上。所述固定连接板18是从一个斜切棱边25延伸出来的，该斜切棱边与所述待连接的框架构件的一个斜切棱边26平行地相对置。该固定连接板18具有一些带有凸台20的孔19，一些自攻螺钉39旋进这些孔中。
所述横梁3具有两个固定连接板21，22，它们以相同的方法设有一些孔23和附属的凸台24。这两个固定连接板21，22同样向内弯折并贴靠在所述侧面框架2的框架构件16和17的中间部段7上并与它们通过螺钉固定连接。
图3示出了对应于图1的机架棱角13，它位于底部的右前处，而且是从外面看过去所观察到的。一个水平框架构件16与一个竖直框架构件17在该机架棱角13处通过一个横梁3连接。在所述侧面框架2的框架构件16，17的连接位置处可以看到斜切棱边25和26，在它们后面所述水平框架构件16的不可见的已折弯的固定连接板18贴靠在垂直框架构件17上并与该竖直框架构件通过自攻螺钉39相连接。所述横梁3的不可见的固定连接板同样折弯并以上述方式在里面贴靠在框架构件16和17的中间部段上。在这里也通过一些自攻螺钉3达到固定连接的目的。
图4表示一个按照本发明的侧面框架2的框架构件16的展开图。该框架构件16具有非对称结构的端部31和32。在第一个端部31处所述斜切棱边25位于外侧部段4上，该斜切棱边具有从自身延伸出或凸伸出的固定连接板18。该固定连接板具有一些带有凸台24的孔23。此外，图4还示出了一个插接凸舌27，它在组装型钢机架1时插入到待连接的框架构件17的一个缝隙28中以用于导引和定位所述构件。由于框架构件16的端部31和32是非对称结构这个缝隙28位于第二个端部32上。此外，在第一个端部31上设有一些用于安装与一个横梁3连接的固定螺钉的沉槽通孔40和一些缝隙38用于容纳所述横梁3的插接凸舌37。
第二个端部32具有上述提到的斜切棱边26，该斜切棱边26在组装两个框架构件16，17时与斜切棱边25相对置。此外，在这个端部上具有一些用于安装固定螺钉39的配有沉孔的通孔40和一些用于插入所述横梁3的插接凸舌37的缝隙38。
由按照图4所示的平面板金件以公知的方法通过折弯或型压加工出一个框架构件16，在图5，6，7中从分别互相成直角的视图角度表示出了该框架构件。在型压或折弯过程中形成上述外侧部段4、一个相邻的内侧端部部段5、一个外侧端部部段6以及一个连接外侧部段4与外侧端部部段6的中间部段7，这些部段都同向成直角地相继邻接并最好具有如图7所示的匀称比例。
图5表示由图4所示展开件制造出来的一个侧面框架2的框架构件16的俯视图，其中，为了使视图清晰起见，只示出了在视图中可清楚看见的部分。在这个视图中没有示出的部分在其它视图(图4，6和7)中可以清楚地看到。在第一个端部31的外侧部段4上设有已折弯的固定连接板18。在所述中间部段7上具有一些用于安装用于与所述横梁3连接的固定螺钉39的沉槽通孔40。此外，这个视图还示出了位于内侧端部部段5上的上述已提到的插接凸舌27和缝隙28。具有斜切棱边26的第二个端部32具有一些已经提到过的用于安装固定螺钉39的沉槽通孔40。
图6从内部示出由图4所示的展开件制造出来的框架构件16的正视图。在这里尤其可以清楚地看到带有斜切棱边25和26的外侧部段4和从斜切棱边25凸伸出来的固定连接板18。同时也示出了所述一些具有凸台20的孔19在固定连接板18上的位置和一些通孔40的位置。此外，作为所述端部31和32的主要特征还示出了上述一些台阶式结构的设置和形状。这些台阶式形状元件都是从所述外侧部段4的长棱边29和30上成形出来，由此相应地缩短了所述斜切棱边25和26的长度。在此，将这些台阶式形状元件设计为在所述端部31上的一些凹缺33和34和在所述端部32上的一些凸伸部段35，36。在拼接所述框架构件16和17时所述长棱边29旁的第一端部上的凸伸部段35与所述框架构件17的第二端部32上的凹缺33相互嵌接。同样位于所述长棱边30旁的凸伸部段36与所述凹缺34相互嵌接。通过这些台阶式的形状元件构成了一些用于支承各相互连接的框架构件的支承面，这些台阶式的结构有效地加固了通过一些固定螺钉39连接的框架构件16和17之间的连接。
此外，图6还示出了从内侧端部部段5凸出的插接凸舌27和一些设置在外侧端部部段上的用于插接所述横梁3上的凸舌37的缝隙38。该外侧端部部段6在两个端部31，32处对应于所述横梁3的固定连接板21和22的宽度缩短地构成，由此可以将这些固定连接板21，22直接安置在所述框架构件16，17的中间部段7上并固定在那里。
图7表示由按照图4所示的展开件加工出来的侧面框架2的框架构件的侧视图。向内弯折的具有一些孔19和包围这些孔的凸台20的固定连接板18能够实现与一些待连接的框架构件平齐地连接，其中，所述插接凸舌27在组装时使与所连接的框架构件的导引和定位更加容易并在已组装好的状态下有助于提高机架的稳定性。
图8示出了按照本发明的一个横梁3的展开图。在该横梁3上在两端设有一些固定连接板21和22，它们在最终状态下是被折弯的，以用于嵌接到所述侧面框架2中。在这些固定连接板21，22中设有一些用于安装自攻螺钉39的孔23，并带有包围这些孔的凸台24，以便于能够在所述中间部段7中建立与所述框架构件16，17的连接，如同前面已阐述的那样。
此外，所述横梁3具有一些插接凸舌37，它们被插入到所述框架构件16，17的缝隙38中，以便于在装配时达到准确定位并保证机架在已装配好的情况下在拼角处具有较高的强度。
图9表示由按照图8所示的展开件制造出来的横梁3的俯视图。在这里为了视图清晰起见只示出了在这个视图中清晰可见的且对于本发明来说重要的部分。该横梁3在两末端处具有一些向内弯折错开一个材料厚度的固定连接板21，22，在这些固定连接板上带有一些用于安装自攻螺钉39的凸台24。此外，该横梁3还具有一些可插入到所述框架构件16，17的缝隙38中的插接凸舌37，如同已阐述过的那样，以便于在装配时达到准确定位并保证机架在装配好的情况下在拼角处具有较高的强度。
图10表示由按照图8所示的展开件制造出来的横梁3的正视图。在这里为了视图清晰起见也只示出了在这个视图中清晰可见的且对于本发明来说重要的部分。该横梁3在两末端处具有一些折弯的固定连接板2 1和22，在这些固定连接板上设有一些用于安装自攻螺钉39的孔23和凸台24。此外，该横梁3具有一些插接凸舌37，如前面已阐述过的，这些插接凸舌37插入到所述框架构件16，17的缝隙38中，以便于在装配时达到准确定位并保证机架在配好的情况下在拼角处具有较高的强度。
为了表示横梁3的断面形状图11示出了一个端面图，该横梁由图8所示的板金件制成。这个断面形状具有两个相互垂直的主部段41和42以及从这些主部段延伸出来的端部部段43，44。所述固定连接板21位于内侧的主部段42上，而所述固定连接板22是从外侧的主部段41上延伸出来得到。与所述固定连接板18一样，上述两个固定连接板21，22向内弯折成错开一个材料厚度，由此在所有的机架棱角8至15(见图1)处形成平齐的过渡。
图12以沿着图10中直线XII-XII剖开的剖面图示出了在已折弯的固定连接板21，22中的用于安装自攻螺钉39的凸台24的结构。这些凸台24尤其是对于自攻螺钉而言是必需的，它们对于材料厚度较薄的框架构件也能达到将其充分固定的目的。
通过本发明提供了一种具有高的成形刚度的通过螺钉连接的型钢机架，该型钢机架在整个外表面上在成形件之间的连接处都是平齐过渡的。机架所具有的较高稳定性除了通过用于螺钉连接的被折弯的固定连接板来达到以外，还设有冲裁制成的插接凸舌形式的用于刚性支撑的附加元件。
权利要求
1.一种型钢机架(1)，其由相互间通过固定螺钉连接的成形件构成，这些成形件具有一个包括至少三个同向折弯部段的断面形状，其中，这些成形件通过其构成机架棱角(8，9，10，11，12，13，14，15)的端部相互搭接地设置，其特征在于，-将所述成形件设计成具有第一种断面形状的框架构件(16，17)和具有第二种断面形状的横梁(3)，-由所述框架构件(16，17)组装成一个侧面框架(2)，该侧面框架具有一些位于一个框架平面里的外侧部段(4)，-两个侧面框架(2)通过一些横梁(3)相互连接，-所述外侧部段(4)在所述框架构件(16，17)的端部(31，32)处设有一个斜切棱边(25，26)，-在每个框架构件(16，17)的一个第一端部(31)上设置一个从斜切棱边(25，26)凸伸出来的向内弯折的固定连接板(18)，该固定连接板(18)带有一些用于安装固定螺钉(39)的孔(19)，-每个框架构件(16，17)在所述第一端部(31)上设有至少一个凸伸出来的插接凸舌(27)，而在第二端部(32)上设有一个用于插入一个与所述框架构件(16，17)连接的另一个框架构件(16，17)的插接凸舌(27)的缝隙(28)，以及在所述两个端部(31，32)上设有一些用于插入所述横梁(3)的插接凸舌(37)的缝隙(38)，
-所述横梁(3)在两个端部处具有向内弯折的用于与所述框架构件(16，17)连接的固定连接板(21，22)，这些固定连接板设有一些用于安装固定螺钉(43)的孔(23)。
2.如权利要求1所述的型钢机架，其特征在于，-所述侧面框架(2)的框架构件(16，17)具有一个位于该侧面框架(2)的内边缘处的、连接在所述外侧部段(4)上的内侧端部部段(5)，-一个朝向所述型钢机架(1)的内部空间的外侧端部部段(6)位于所述侧面框架(2)的外边缘处，-所述外侧部段(4)和外侧端部部段(6)通过一个中间部段(7)连接，-所述用于一个待连接框架构件(16，17)的插接凸舌(27)和缝隙(28)设置在所述内侧端部部段(5)上，-一些用于嵌接所述横梁(3)的插接凸舌(37)的缝隙(38)位于所述外侧端部部段(6)中，-一些供所述横梁(3)的固定连接板(21，22)的固定螺钉(39)穿过用的通孔(40)位于所述中间部段(7)上。
3.如权利要求2所述的型钢机架，其特征在于，所述外侧端部部段(6)在框架构件(16，17)的端部(31，32)处对应于所述横梁(3)的固定连接板(21，22)的宽度缩短。
4.如上述任一项权利要求所述的型钢机架，其特征在于，所述斜切棱边(25，26)截止于所述框架构件(16，17)的外侧部段(4)的长棱边(31，32)前，并且在从这些斜切棱边(25，26)向所述内侧端部部段(5)和向所述中间部段(7)的过渡区段上设有直角台阶式形状元件，这些台阶式形状元件设计为在第一端部(31)上的一些凹缺(33，34)和在所述第二端部(32)上的一些凸伸部段(35，36)，因此构成了一些用于相互支承两个待连接框架构件(16，17)的支承面。
5.如上述任一项权利要求所述的型钢机架，其特征在于，在所述侧面框架(2)的框架构件(16，17)的弯折固定连接板(18)和所述横梁(3)的弯折固定连接板(21；22)上均设置一些用于安装固定螺钉(39)的带有凸台(20，24)的孔(19，25)。
6.如上述任一项权利要求所述的型钢机架，其特征在于，所述框架构件(16，17)和横梁(3)上的用于安装固定螺钉(39)的通孔(40)设计为一些带有沉槽的孔。
7.如上述任一项权利要求所述的型钢机架，其特征在于，所述横梁(3)具有两个互成直角的主部段(41，42)以及连接在这些主部段上的端部部段(43，44)，其中，每个主部段(41，42)在其两端部处分别具有一个凸伸出的向里弯折的固定连接板(21，22)，而所述端部部段(43，44)在其每一端部上分别设有一个插接凸舌(37)。
8.一种如上述任一项权利要求所述的型钢机架(1)的应用，其特征在于，该型钢机架用来作为一个电气开关设备的配电盘机架或作为一个开关柜的结构框架。
全文摘要
本发明涉及一种通过螺钉连接的型钢机架(1)，其中，用于构成侧面框架(2)的框架构件(16，17)的端部(31，32)是非对称结构并具有斜切棱边(25，26)。在其中一个端部(31)上设置一个从斜切棱边(25)凸伸出的向内弯折的固定连接板(18)，该固定连接板(18)带有一些用于安装固定螺钉(39)的孔(19)。此外，在该第一端部(31)上具有一个插接凸舌(27)，而在另一个端部(32)上具有一个用于插入一个所连接的框架构件(17)的一个插接凸舌(27)的缝隙(28)。为了连接两个侧面框架(2)采用了一些横梁(3)，这些横梁在两个端部上具有一些向内弯折的固定连接板(21，22)，用于贴靠在所述框架构件(16，17)上。这些固定连接板具有一些用于安装自攻螺钉(39)的带有凸台(20，24)的孔(19，23)，这些螺钉延伸穿过所述框架构件(16，17)上的沉槽通孔(40)。
文档编号H02B1/00GK1500301SQ02807683
公开日2004年5月26日 申请日期2002年4月4日 优先权日2001年4月20日
发明者罗尔夫－冈特·根泽尔, 丹尼尔·乔基姆, 伯恩德·利诺, 乔基姆, 利诺, 罗尔夫-冈特 根泽尔 申请人:西门子公司