機柜及其組裝方法

專利名稱：機柜及其組裝方法
技術領域：
本發明涉及容放電子設備的機殼。更具體地說，本發明涉及用于室內或室外的基于立體構架構建的模塊化機殼，內部設備固定于內。
背景技術：
設備機殼用于容放柜裝式電子設備如服務器及電信設備，環境及其他方面的考慮要求將設備封閉于內。電子設備配置有用于安裝到機柜的凸緣。

發明內容
在一優選實施例中，本發明是一種用于符合歐洲電信標準學會(ETSI)的設備柜的模塊化機殼，本發明的基礎是內裝內部設備的立體構架。內部組裝結構是專門為有特殊裝載要求的產品設計的。“立體構架”的概念允許在內部組裝階段可從機柜的前面、后面和側面自由進出。內部組裝結束后，便可用壓緊裝置卡扣住包括擠壓的支柱鑲邊(post trims)、側板及后板的包裹套件。頂蓋及門用機械方法安裝。室內或室外用的機柜其部件材料是不同的。
本發明的一個目的是提供一種機殼，以滿足市場對室內外的通信機柜應用場合的要求。
本發明的另一目的是提供一種基于內部組裝結構的組裝式設計，內部設備安裝到該內部組裝結構內。
本發明的另外一個目的是提供一種專門為特殊裝載要求的產品設計的內部組裝結構。
本發明的又一目的是提供在內部組裝階段可從前面、后面和側面自由進出的機柜。
本發明的另外目的是方便使用包裹套件的外部組裝，該包裹套件包括擠壓的支柱鑲邊、側板及后板，都通過壓緊裝置安裝到內部組裝結構。
本發明的另一目的是通過采用由適合于處在外界環境下的材料組成的包裹套件提供一種適合室外使用的機柜。
本發明的又一另外目的是提供一種在非組裝狀態運輸且在安裝電子元件的現場容易組裝的機柜。
本發明的又一另外目的是提供一種能作為一種所謂的“扁平包裝”運輸的機柜，因而極大減小體積及運輸成本。


圖1是根據本發明構成的支架或機柜的透視圖。
圖2是根據本發明的支柱的局部透視圖。
圖3是圖2的支柱與根據本發明構建的上下板連接時的局部透視圖。
圖4是根據本發明構建的框架結構的透視圖。
圖5是圖4框架結構的配對軸安裝系統(twin axis mounting system)的頂視圖。
圖6是諸板與根據本發明所述圖1的機柜組裝時的頂視圖。
圖7是機柜的支柱鑲邊在未固定位置時的頂視圖。
圖8是圖7的支柱鑲邊在固定位置時的頂視圖。
圖9是有門的機柜的頂視圖。
具體實施例方式
現在參看附圖，更具體地參考圖1，圖上所示且由附圖標記10指代的是根據本發明構建的支架或機柜。在一優選實施例中，機柜10設計成符合歐洲電信標準學會的設備柜。機柜10具有剛性的內部組裝結構12和外部組裝結構14即包裹套件。內部組裝結構12具有一定高度且形成空腔16，通常用于支承或固定電子設備。在空腔16的中央設置安裝一框架結構17。
內部組裝結構12還有多個支柱18，如圖1及圖2所示。至少一根支柱18(最好全部支柱18)用2003年3月31日提交的同時待決專利申請10/403,226中所述相同方法由平板材制成，這里將該專利申請其全部內容引入以供參考。平板材在彎折前先加工出將電子設備固定到支柱18上所需的全部孔、切口和槽。最好用硬沖壓加工處理如預鉆孔加工形成所有孔及形狀。板材彎折成閉合箱體結構，形成支柱18并用螺釘19固定。支柱18具有第一部分21和第二部分23，它們可以是支柱18的單獨拐角，或是形成在支柱18上或支柱18中的凹痕、狹槽或肩部。
在此優選實施例中，支柱18的設計結合了ETSI固定方法，但這不意味著是一種限制。如果必需或需要，可以將固定方法改變為包括其他固定中心。
內部組裝結構12還有至少二塊板20a和20b。在一優選實施例中，下板20a和上板20b在結構和功用上一樣。因此，在說明下板20a或上板20b的構造時，它們就簡稱為“板20”。
在下文中機柜10被描述為符合ETSI的設備柜，其中上、下板20a、20b均為矩形。但應明白，機柜10并非必須是符合ETSI的設備柜，這時，下板20a和上板20b可做成任何幾何的、不對稱的形狀或奇形怪狀。此外，相對于下板20a及上板20b，支柱18可定位在任何位置。
下板20a及上板20b水平放置且相互平行。每塊板20設置有水平壁22，水平壁22具有外周邊24(見圖3)。水平壁22上有很多狹槽30，用于容納形成于支柱18端部的配合凸耳32。
如圖3所示，在組裝機柜10時，希望支柱18相對于下板20a及上板20b精確定位。在一優選實施例中，支柱18成為矩形機柜的拐角支柱。支柱18通過形成于支柱18與上、下板20a、20b之間的凸耳32以及對應狹槽30與下板20a和上板20b對齊。為了使支柱18與上、下板20a、20b連接，上、下板20a、20b上至少有一個開口，以放進對應的緊固件，如螺釘、螺栓。支柱18上還有各種開口38及切口，以將支柱18與框架結構17連接起來。
參看圖4，圖上示出框架結構17。框架結構17具有第一構件40及第二構件42。第一構件40與第二構件42用設備架44連接起來。在一優選實施例中，框架結構17通過配對軸安裝系統50連接到內部組裝結構12上，該配對軸安裝系統50形成在第一構件及第二構件40、42上用于將電子設備安裝到內部組裝結構12。應明白，可按需要在框架結構17上添加各種各樣專門設計的內部安裝架、框架、擱板、托架、懸架、支架，以便固定、放置或支承專門設計的設備。
如圖4及5所示，配對軸安裝系統50設置有至少一個第一軸安裝凸緣52和至少一個第二軸安裝凸緣54。為使框架結構17與支柱18連接，安裝凸緣52、54中每一個至少有一個孔56、58可放入相應緊固件60，如螺栓及螺釘，以便通過支柱18相應的孔38連接到支柱上18上。配對軸安裝系統50極大提高本發明的結構負荷極限和框架的結構強度。當在必須支承用戶所需的內部裝置設備的場合，應用這一內部設計可以有效提高框架的強度/剛度。
參看圖1、6、7、8，示出的外部組裝結構14有四根結構和作用一樣的支柱鑲邊70和三塊與支柱鑲邊70連接的板74。但應明白，本發明可用多種方法構建，只要有至少二個與內部組裝結構連接的支柱鑲邊和至少一塊與該支柱鑲邊連接的板。
各支柱鑲邊70與內部組裝結構12的每根拐角支柱18相連。各支柱鑲邊70有本體件80、第一連接件82、第二連接件84。本體件80具有第一側面86和第二側面88。第一連接件82與本體件80的第一側面86連接。第二連接件82與本體件80的第二側面88連接。第一連接件82和第二連接件84在未固定位置(圖7)和使支柱鑲邊70與支柱18連接的固定位置(圖8)之間協動。
第一連接件82具有從本體件80伸出的L型凸緣90和與L型凸緣90間隔一段距離的肩部92，從而形成一凹槽96。凹槽96的形狀與尺寸可容放一板74的邊緣98并與之配合。
第二連接件84具有從本體件80伸出的L型凸緣100和與L型凸緣100間隔一段距離的肩部102，從而形成一凹槽104。凹槽104的形狀與尺寸可容放一板74的邊緣98并與之配合。
在一優選實施例中，板74是一平的矩形件，位于兩支柱18之間且與支柱鑲邊70相連。但應明白，板74可做成連接兩支柱所必需的任何形狀。
參看圖9，形似板74的門110替代板74由支柱鑲邊70容放。設置樞軸點112用于開啟和關閉門110。應明白，本發明可容納單門或雙門。此外，還可應用不同的通風和不同材料。鉸接類型及鎖定系統可根據門的需要改變。在門110與支柱鑲邊70之間圖示放置有電磁輻射屏蔽(EMC)密封件114。塑料壓緊塊116可確保足夠壓力。
為了組裝機柜10，各支柱18的凸耳定位在形成于下板20a和上板20b上的相應狹槽中。支柱18隨后通過連接組件118(見圖3)固定在此位置。在一優選實施例中，連接部件118包括系桿120、一對壓力散布板122、幾個螺帽124及墊圈126。系桿120穿過支柱18，系桿120的第一端128與第二段130穿過形成于下板20a和上板20b上的孔132a、132b。壓力散布板122、墊圈126及螺帽124定位在系桿120上，鄰近第一及第二端128、130，使壓力散布板122大致定位在螺帽124與相應的下板和上板20a、20b之間。重復進行此過程可使各支柱18與上、下板20a、20b相連結。
框架結構17位于空腔16內且用配對軸安裝系統50與支柱18連接。接下來，各支柱鑲邊70與每個支柱18連結。當支柱鑲邊處于非固定位置時，第一連接件82的L型凸緣90與支柱18的第一部分21接合，如圖7所示。第二連接件84的L型凸緣100與支柱18的第二部分23接合將使支柱鑲邊70連接到支柱18上，從而使支柱鑲邊70處于固定位置(見圖8)。板74的邊緣98位于凹槽104內。凹槽104容納板74的邊緣98并與之配合。對每個拐角重復此過程直到支柱鑲邊70與每個支柱18連結。在該優選實施例中，支柱鑲邊70“卡扣”在支柱18上而板的邊緣98定位在凹槽104中，利用壓緊件116同時抓住側板和后板74。
抓牢側/后板的新設想提供了保護內部設備免受水、灰塵及其他環境危害的入口保護(IP)壓緊密封件，以及防止從機柜泄漏有害電磁輻射的沿豎直軸方向的EMC密封件。
在一優選實施例中，側板厚20mm，EMC/IP密封件厚4mm，擠壓部分內的固緊用狹槽(captivating slot)厚22mm，這樣在板被固緊時在密封件上至少有2mm的最小壓緊量，提供密封件最大50％的壓緊。在此壓緊級別下密封件壓力過大或壓力不夠的風險最小，否則會極大降低密封件有效性。
通過采用水平夾緊/壓緊支架可使在水平面中使用的密封件達到同樣的壓緊。正確定位的水平夾緊/壓緊支架能確保IP和EMC密封件沿水平軸獲得精確壓緊。
本發明室內與室外實施例應用上述的相同原理。但采用的原材料可加選擇以符合機柜所處的環境狀態。通過例子，但不是限制，室內應用的側板可用0.8mm厚的Zintec制造而室外應用的側板可由2.00mm厚的鋁板制造。
本發明還適用于各種頂板。必要時在側、后及頂板中可有電纜入口。此外需要時可內外均裝上一套標準溫控裝置。
拐角支柱對底板/頂板/蓋的精確定位確保框架結構的放置與固定始終準確。折疊箱體結構具有標準箱體結構的強度而不需要在專用機床上加工孔和切口，或應用昂貴的焊接或擠壓設備。所有孔及各種輪廓均在平板狀態制出。本結構的模塊化特性使本發明適用于“扁平包裝”組裝。
機柜10設置為模塊化結構且通常配置用于支承電子設備120，如服務器或電信設備。機柜10可以拆裝運輸并且在現場組裝，同時不犧牲最終組裝機柜10的結構完整性和質量。機柜10通常完全配備有前/后門、側板、頂板和底板、扇形板組件、可調底座、接地組件、深度元件和可調安裝豎直件。其他可選附件，包括平板式/通風式前板、線纜座、框架滑槽、滑動架、支架、前穩定座和腳輪。
雖然在此已說明了本發明當前的優選實施例，但本領域普通技術人員認識到，在不脫離本發明實質與范圍的情況下，對此優選實施例可有許多更改或變更。因此試圖以權利要求書包括所有這樣的修改、更改或其他變更。
權利要求
1.一種支承電子設備的機柜，該機柜包括剛性的內部組裝結構，其限定了內部可安裝電子設備的空腔；及包裹套件，包括至少二個用卡扣連接件連接到內部組裝結構的支柱鑲邊，以及至少一塊用壓緊裝置連接到支柱鑲邊的板。
2.如權利要求1所述的機柜，其特征在于，所述內部組裝結構有一高度，且所述支柱鑲邊沿內部組裝結構的高度延伸。
3.如權利要求1或2所述的機柜，其特征在于，內部組裝結構包括多個支柱，每根支柱鑲邊連接一條支柱。
4.如權利要求3所述的機柜，其特征在于，支柱鑲邊卡扣在支柱上。
5.如權利要求4所述的機柜，其特征在于，支柱鑲邊用擠壓工藝制造。
6.如權利要求3或4所述的機柜，其特征在于，每個支柱鑲邊包括有第一和第二側面的本體件；第一連接件，與本體件的第一側面連接；及第二連接件，與本體件的第二側面連接。
7.如權利要求6所述的機柜，其特征在于，第一連接件與第二連接件協作可使支柱鑲邊連結到支柱上。
8.如權利要求7所述的機柜，其特征在于，第一連接件包括從本體件延伸并與所述支柱第一部分接合的L型凸緣。
9.如權利要求8所述的機柜，其特征在于，第一連接件還包括與所述L型凸緣間隔一段距離的肩部，形成形狀和尺寸可容納一板的邊緣并與之配合的凹槽。
10.如權利要求8或9所述的機柜，其特征在于，第二連接件包括一個從本體件延伸并與所述支柱第二部分接合的L型凸緣。
11.如權利要求10所述的機柜，其特征在于，第二連接件還包括與第二連接件L型凸緣間隔一段距離的肩部，形成形狀與尺寸可容納一板的邊緣并與之配合的凹槽。
12.如權利要求10所述的機柜，其特征在于，所述第一及第二部分是支柱的單獨的拐角。
13.如上述權利要求中任一項所述的機柜，其特征在于，內部組裝機構至少包括一根由平板材做成的支柱，其中該平板材先預先鉆出多個用于將電子設備安裝到支柱上的安裝孔，隨后彎折成閉合箱體結構。
14.如權利要求13所述的機柜，其特征在于，所述內部組裝結構還包括至少兩塊板，每塊板上有多個形成于上的凹陷，其中，至少一個支柱包括可定位在板中凹陷內的安裝凸耳，用于將所述支柱相對所述板精確定位。
15.如上述權利要求中任一項所述的機柜，還包括用配對軸安裝系統連接到內部組裝結構上的框架，用于將電子設備安裝到內部組裝結構中。
16.一種組裝支承電子設備的機柜的方法，該方法包括以下幾步提供剛性的內部組裝結構，其限定一個內部可安裝電子設備的空腔；用卡扣裝置將至少二個支柱鑲邊連接到內部組裝結構上；及將至少一塊板與兩支柱鑲邊連接。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于，連接至少二根支柱鑲邊的步驟進一步限定為將四根支柱鑲邊連接到剛性的內部組裝結構上。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，連接至少一塊板到二根支柱鑲邊的步驟進一步限定為連接至少三塊板到四根支柱鑲邊上，以形成機柜的兩個側面和一個后面。
19.如權利要求16-18中任一項所述的方法，其特征在于，內部組裝結構具有一定高度，支柱鑲邊沿此內部組裝結構高度方向延伸。
20.如權利要求16-19中任一項所述的方法，其特征在于，內部組裝結構包括多根支柱，每一支柱鑲邊連接一根支柱。
21.如權利要求20所述的方法，其特征在于，支柱鑲邊卡扣到支柱上。
22.如權利要求20或21所述的方法，其特征在于，支柱鑲邊用擠壓工藝制造。
23.如權利要求20-22任一項所述的方法，其特征在于每一支柱鑲邊包括具有第一側面和第二側面的本體件；第一連接件，與本體件的第一側面連接；及第二連接件，與本體件的第二側面連接。
24.如權利要求23所述的方法，其特征在于，第一連接件及第二連接件協作可使支柱鑲邊連接到立柱上。
25.如權利要求24所述的方法，其特征在于，第一連接件包括從本體件延伸并與支柱第一部分接合的L型凸緣。
26.如權利要求25所述的方法，其特征在于，第一連接件還包括與L型凸緣間隔一段距離的肩部，形成形狀和尺寸可容納一板的邊緣并與之配合的凹槽。
27.如權利要求25所述的方法，其特征在于，第二連接件包括一個從本體件延伸并與支柱第二部分接合的L型凸緣。
28.如權利要求27所述的方法，其特征在于，第二連接件還包括與第二連接件L型凸緣間隔一段距離的肩部，形成形狀與尺寸可容納一板的邊緣并與之配合的凹槽。
29.如權利要求27或28所述的方法，其特征在于，第一和第二部分是支柱的單獨拐角。
30.如權利要求16-29任一項所述的方法，其特征在于，內部組裝結構包括至少一根用平板材制做的支柱，其中，該平板材預鉆有多個用于將電子設備安裝到支柱上的安裝孔，隨后彎折成閉合箱體結構。
31.如權利要求30所述的方法，其特征在于，所述內部組裝結構還包括至少兩塊板，每塊板上有多個形成于上的凹陷，其中，至少一個支柱包括有可定位在板中凹陷內的安裝凸耳，用于將所述支柱相對所述板精確定位。
32.如權利要求16-31任一項所述的方法，還包括用配對軸安裝系統連接到內部組裝結構上的框架，用于將電子設備安裝到內部組裝結構上。
全文摘要
一種支承電子設備的機柜。本機柜具有一剛性的內部組裝結構及包裹套件。內部組裝結構形成的空腔中可安裝電子設備。內部組裝結構有一定高度、包括多個支柱，及至少兩塊板。每塊板上有形成于其上的多個凹陷。至少一根支柱包括可放置在形成于所述板內的凹陷內的安裝凸耳，以使支柱相對于板精確定位。所述包裹套件具有至少兩個與內部組裝結構相連的支柱鑲邊以及至少一個與所述支柱鑲邊相連的板。每個支柱鑲邊有本體件、第一連接件及第二連接件。支柱鑲邊的第一及第二連接件協作使支柱鑲邊與內部組裝結構的支柱連接。
文檔編號H05K7/18GK1653662SQ03810635
公開日2005年8月10日 申請日期2003年5月22日 優先權日2002年5月23日
發明者布倫丹·懷亞特, 巴里·基爾南 申請人:通道系統集團公司