РАМНЫЙ КАРКАС ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ШКАФА
ELECTRIC CABINET FRAME STRUCTURE

Настоящее изобретение относится к области электротехники, а именно, к конструкциям сборно-разборных рамных каркасов из металла для шкафов или щитов, используемых для размещения электрического оборудования.
Из уровня техники известны примеры рамных каркасов электрошкафов, состоящих из четырех вертикальных и восьми горизонтальных отрезков профилей, соединенных между собой в раму в форме вертикально ориентированного параллелепипеда. Профили каркаса могут быть перфорированы по длине для крепления оборудования к каркасу. Сборно-разборное соединение достигается за счет применения винтового соединения профилей в углах рамы.
В отличие от сварных рамных каркасов с жестким угловым соединением, одной из важных задач при изготовлении сборно-разборного рамного каркаса, является сохранение достаточной прочности и устойчивости рамы. Это напрямую зависит от жесткости соединения ее углов.
Например, разборные рамные каркасы по патентам RU 2134474, RU 106991, RU 45567, DE 29923458 U1, RU 2400888 характеризуются наличием дополнительных крепежных элементов (угловых соединителей) для соединения вертикальных и горизонтальных элементов рамы. Такие соединения отличаются нежелательной повышенной металлоемкостью и трудоемкостью.
Известны также рамные каркасы, где соединение элементов рамы винтами происходит без использования дополнительных угловых крепежных элементов, за счет формы элементов рамы в местах соединения, например, US 4114336 от 19.09.1978 г, RU 128022 от 04.10.2012 г.
Прототипом заявляемого изобретения является решение, известное по патенту DE 10120738 С1 от 20.04.2001 г. Оно характеризуется наличием на торцах профилей рамного каркаса отгибов, выполненных поперек длины профилей, с помощью которых происходит их соединение в углах рамы. За счет отверстий с формовкой в местах соединения достигается позиционирование элементов относительно друг друга, а также повышается сопротивление смещению (жесткость углового соединения). Дополнительно, для увеличения жесткости углового соединения и улучшения позиционирования соединяемых профилей, в торцах профилей выполнены выступы, входящие при соединении углов в отверстия, выполненные в других профилях.
Следует отметить, что выполнение отгибов, поперечных длине профилей, и отверстий с формовкой значительно увеличивают сложность контроля точности изготовления и требует дополнительных операций с применением прессового оборудования, то есть увеличивает трудоемкость изготовления.
Существуют области применения электрических шкафов (например, на водном и другом транспорте, в сейсмически опасных зонах), где присутствуют вибрации и есть риски ослабления винтового крепления углов рамного каркаса. В этом случае представляется важным обеспечить доступ к винтам для их контроля на весь период эксплуатации электрических шкафов, то есть после установки их на основание и стыковки в ряды.
Целью заявленного изобретения является создание сборно-разборного рамного каркаса:
- обладающего достаточной деформационной жесткостью;
- не имеющего дополнительных угловых соединительных элементов;
- профили которого не имеют отгибов, выполненных поперек длины профилей и элементов с формовкой;
- после сборки и установки которого на основание, а также при стыковке двух или более каркасов в ряды все винтовые соединения углов рамного каркаса доступны для контроля.
Очевидно, что рамный каркас по патенту DE 10120738 С1 от 20.04.2001 г, являющийся прототипом заявленного изобретения, удовлетворяет не всем указанным условиям. Данный прототип имеет отгибки поперек длины профилей, отверстия с формовкой. Часть винтов угловых креплений расположены на нижней поверхности рамы и недоступна после монтажа каркаса на основание. При стыковке двух или более рамных каркасов в ряд, часть винтов угловых креплений рамы оказывается между сдвинутыми вплотную вертикальными профилями соседних каркасов и также недоступна для контроля.
Цель заявленного изобретения достигается за счет выполнения сборно-разборного рамного каркаса в форме вертикально ориентированного параллелепипеда из двенадцати соединенных металлических профилей. Вертикальные профили каркаса имеют С-образное сечение, горизонтальные профили каркаса имеют G-образное сечение. Различаются горизонтальные боковые профили, расположенные в боковых плоскостях рамного каркаса и горизонтальные поперечные профили, расположенные в передней и задней плоскостях рамного каркаса.
В каждом углу рамного каркаса концы профилей, составляющие этот угол, имеют конструкцию, позволяющую крепить три профиля между собой, то есть имеют отверстия и торцы с контурами сложной формы, характеризующиеся вырезами и выступами.
На каждом конце вертикальных профилей выполнены два торцевых выреза, четыре отверстия круглой формы и два отверстия прямоугольной формы на полках профиля, три отверстия прямоугольной формы на стенке профиля.
На каждом конце боковых горизонтальных профилей выполнены два торцевых выступа, один торцевой вырез, три отверстия круглой формы на полках профиля, одно отверстие прямоугольной формы на стенке профиля.
На каждом конце поперечных горизонтальных профилей выполнены три торцевых выступа, два торцевых выреза, два отверстия круглой формы на стенке профиля, одно отверстие круглой формы и одно отверстие прямоугольной формы на полках профиля.
Указанные вырезы, выступы и отверстия расположены таким образом, что при сборке каркаса торцевые выступы боковых горизонтальных профилей вставляются в отверстия прямоугольной формы в полках вертикальных и поперечных горизонтальных профилей. Торцевые выступы поперечных горизонтальных профилей вставляются в отверстия прямоугольной формы в стенках вертикальных и боковых горизонтальных профилей. Торцевые вырезы необходимы для того, чтобы части профилей проходили во внутреннюю полость соединяемых профилей.
Каждое из угловых соединений рамного каркаса крепится четырьмя винтами сквозь отверстия круглой формы: два винта крепят вертикальный профиль к поперечному горизонтальному профилю с наружной стороны рамного каркаса, другие два винта крепят вертикальный профиль к боковому горизонтальному профилю с внутренней стороны рамного каркаса.
Совпадающие при соединении горизонтальных профилей свободные отверстия круглой формы в полках профилей в нижней части рамного каркаса предпочтительно использовать для анкерного крепления рамного каркаса к основанию (например, полу) по месту монтажа электрошкафа. Аналогичные свободные отверстия в полках горизонтальных профилей в верхней части каркаса предпочтительно использовать для установки транспортировочных рым-болтов.
Достаточная деформационная жесткость рамного каркаса по заявленному изобретению достигается за счет совокупности существенных признаков. Профили каркаса усилены дополнительными полками: вертикальные профили имеют на один отгиб и одну полку больше, горизонтальные профили - на два отгиба и две полки больше, чем профили прототипа. Наличие дополнительных углов на сечении профилей повышает их жесткость.
В угловых соединениях заявленного рамного каркаса увеличено количество граней торцов профилей, которые опираются по длине на полки и стенки других профилей в месте соединения. Увеличено количество торцевых выступов, входящих в прямоугольные отверстия в полках и стенках соединяемых профилей. Это повышает точность позиционирования профилей при сборке каркаса и положительно влияет на его жесткость.
Каждое соединение вертикальных и горизонтальных профилей заявленного изобретения дополнительно фиксируется двумя винтами.
Каждое соединение горизонтальных профилей характеризуется перекрытием соприкасающихся поверхностей полок этих профилей. В предпочтительном варианте реализации заявленного изобретения это перекрытие дополнительно фиксируется анкером или транспортировочным рым-болтом.
Доступ ко всем винтовым соединениям рамного каркаса достигается за счет расположения винтов. После монтажа рамных каркасов на основание и соединения их в ряды они остаются в открытом доступе для контроля. Конструкция также обеспечивает открытый доступ к анкерным креплениям к основанию и креплению рым-болтов.
Данное техническое решение иллюстрируется следующими чертежами:
на Фиг. 1 представлен рамный каркас - общий вид;
на Фиг. 2 представлен рамный каркас - общий вид с разнесенными составными частями;
на Фиг. 3 представлен ряд рамных каркасов, смонтированных на основании - общий вид;
на Фиг. 4 представлено угловое соединение рамного каркаса - общий вид сбоку;
на Фиг. 5 представлено угловое соединение рамного каркаса - общий вид сверху;
на Фиг. 6 представлено угловое соединение рамного каркаса - общий вид изнутри;
на Фиг. 7 представлено угловое соединение рамного каркаса - общий вид изнутри с разнесенными составными частями;
на Фиг. 8 представлено угловое соединение рамного каркаса - общий вид снаружи с разнесенными составными частями.
На фигурах 1 и 2 показан рамный каркас (1) электрошкафа, состоящий из частей: вертикальные профили (2), горизонтальные боковые профили (3), горизонтальные поперечные профили (4), винты (5).
На фигуре 3 показан ряд из нескольких рамных каркасов (1) с установленными рым-болтами (6), смонтированных и закрепленных на основании (7) с помощью анкерных болтов (8).
На фигурах 4-6 показан укрупненный вид угловых соединений рамного каркаса снаружи и изнутри рамы.
На фигурах 7-8 с видами угловых соединений с разнесенными частями показаны части профилей: полки профиля (9) и стенки профиля (10), а также элементы концов профилей, используемые для их соединения: отверстия круглой формы (11, 12), отверстия прямоугольной формы (13), торцевые выступы (14), торцевые вырезы (15).
Данное изобретение позволяет создать сборно-разборный рамный каркас электрошкафа, обладающий достаточной деформационной жесткостью, не имеющий дополнительных угловых соединительных элементов, профили которого не имеют отгибов, выполненных поперек длины профилей и элементов с формовкой. После сборки и установки рамного каркаса на основание, а также при стыковке двух или более каркасов в ряды все винтовые соединения углов рамного каркаса доступны для контроля.