DE10014054C1 - Universeller Gefäßaufbau, insbesondere Schaltschrank - Google Patents

Abstract

Bekannte Schaltschränke bestehen aus einem Schaltschrankgerüst mit Verkleidungen und Einbauten. Das Gerüst ist aus Höhenstielen und Tiefenstreben mit Lochrastern aus unterschiedlichen Blechprofilen aufgebaut. Es ist auch bekannt, das Gerüst mit Höhenstielen aus Aluminium-Strangpreßprofilen und kompletter Dach- und Bodenbaugruppe herzustellen. DOLLAR A Nachteilig ist, daß Dach- und Bodenbaugruppe zur Realisierung kleiner Stückzahlen relativ aufwendig sind und die Strangpreßprofile nicht mehr alle heutigen Schutzanforderungen erfüllen. DOLLAR A Der universelle Gefäßaufbau, insbesondere Schaltschrank, besteht nach Fig. 8 aus einem Schaltschrankgerüst mit als Dach- und Bodenbaugruppe vorgefertigten, flachgelegten und gleichgestalteten Dach- und Bodenrahmen (2) aus stranggepreßten Aluminiumprofilen (1), die über eingelegte stabile Eckverbinder (13) in einer Hohlkammernut kraft/formschlüssig als Gehrungsecke und über Knotenecken oder Knotenwinkel (17) und Schraubverbindungen mit den Höhenstielen (3) konstruktiv verbunden sind. Für die Dach- und Bodenrahmen (2) und die Höhenstiele (3) werden die gleichen stranggepreßten Aluminiumprofile (1) als Hohlkammerprofil mit mehreren Rechtecknuten (15) und einer Hammerkopfnut (16) in waagerechter und senkrechter Ebene eingesetzt. Die Hammerkopfnut (16) nimmt die Verbindungselemente zur universellen Befestigung und die Rechtecknuten (15) aufgesteckte oder eingelegte Dichtungen (11; 12) und Einlegebleche (4; 5; 6; 7) in horizontaler und vertikaler ...

Description

Die Erfindung betrifft einen universellen Gefäßaufbau, insbesondere einen Schaltschrank für die Elektrotechnik/Elektronik, der aus einem Schaltschrankgerüst aus mit Höhenstielen ver­ bundener Dach- und Bodenbaugruppe besteht und mit Verkleidungen und Einbauten zum Schaltschrank aufgerüstet ist.

Schaltschränke bestehen im allgemeinen aus einem Schaltschrankgerüst, in dem mindestens ein Einbaurahmen oder eine Montageplatte angeordnet ist. Am Schaltschrankgerüst werden an den Seiten, der Rückwand sowie am Dach und Boden Bleche sowie eine Tür befestigt. Es ist eine Vielzahl von Schaltschrankgerüsten bekannt, die aus den unterschiedlichsten Blechprofilen für Höhenstiele und Tiefenstreben aufgebaut sind. Die Höhenstiele und Tie­ fenstreben weisen zur vielseitigen Verwendung häufig gerasterte Lochungen auf und werden mit zusätzlichen Versteifungselementen in den Ecken zum Schaltschrankgerüst verschraubt. Die Herstellung der Blechprofile ist je nach Vielseitigkeit der Einsatzmöglichkeiten mehr oder weniger aufwendig. Universelle Blechprofile sind nicht mehr einsetzbar, wenn unter­ schiedliche Normen und hohe Schutzarten erforderlich sind. Dann müssen diese durch teuere Spezialprofile ersetzt werden.

Allgemein bekannt ist auch, die Höhenstiele und Tiefenstreben als Strangpreßprofile mit ver­ schiedenen Längsnuten auszuführen.

Aus der EP 0 389 910 A1 ist ein modulares Gehäusesystem für elektronische Baueinheiten be­ kannt, das aus in der Längsrichtung mit Führungsrillen versehenen Holmen aus Strangpreß­ profil besteht. Die Holme sind nach dem Baukastenprinzip mit Eckknoten und Verbindungs­ elementen für den jeweiligen Verwendungszweck anpaßbar zusammengesetzt. Die Führungs­ rillen weisen einen schlüssellochförmigen Querschnitt auf und verlaufen auf den Kanten und/oder parallel dazu an den Rändern der jeweiligen Seitenflächen der Holme. Im Quer­ schnitt der Stirnflächen der Holme sind Bohrungen zur Befestigung mit den Eckknoten vor­ handen. Die Eckknoten enthalten an drei Koordinatenebenen zugeordneten Seiten Zapfen und/oder Bohrungen zum Verbinden mit den Holmen. Dieses Gehäusesystem ist für den all­ gemeinen Einsatz in der Datentechnik geeignet, läßt sich aber für spezielle Einsatzfälle nicht aufrüsten.

Bekannt ist aus der EP 0 045 926 B1 ein Gehäuse für elektrotechnische Geräte mit einem Rah­ men aus stranggepreßten Profilen mit mehreren rechteckförmigen Längsnuten. Würfelförmige Eckbausteine bilden die Basis für den dreidimensionalen Aufbau der Rahmenecken.

Das modulare System von Gestellen zum Aufbau von Schaltschränken verwendet nach dem EP 0 127 199 B1 spezielle Hohlprofile und Winkelstücke. Die Winkelstücke bilden die Ecken des Gestells und enthalten Flansche in den drei räumlichen Ebenen für die Aufnahme der Hohlprofile.

Bekannt ist auch eine Eckverbindung für plattenförmige Bauteile, insbesondere Wandteile ei­ nes Kabelverteilerschrankes nach dem DE-295 08 092 U1. Diese Eckverbindung besteht aus we­ nigstens einem parallel zur Längsersteckung verlaufenden Zapfen und wenigstens einer den Zapfen aufnehmenden Buchse, die einen sich über ihre gesamte Länge erstreckenden Längs­ schlitz aufweist. Zumindest der Zapfen ist an wenigstens das eine der beiden Wandteile ange­ formt.

Aus der DD-PS 142 483 (H 05 K 5/00) ist ein universeller Gefäßaufbau bekannt, bei dem aus universellen Strangpreßprofilen als Höhenstiele und einer Dach- und Bodenbaugruppe ein aufrüstbares Schaltschrankgerüst hergestellt wird. Die Dach und Bodenbaugruppe ist zur Re­ alisierung kleiner Stückzahlen relativ aufwendig. Das verwendete Aluminiumprofil erfüllt als universelles Profil nicht mehr alle heutigen Schutzanforderungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen universellen Gefäßaufbau mit einem selbst­ tragenden Schaltschrankgerüst aus über stranggepeßte Höhenstiele verbundener Dach- und Bodenbaugruppe vorzuschlagen, der auch bei kleinen Stückzahlen eine rationelle Konstruk­ tion und Fertigung garantiert, der für Schaltschränke für den Elektro-/Elektronikbereich im IN- und OUT-DOOR-Einsatz geeignet ist und der auch hohe Schutzarten sowie eine EMV- Ausführung ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst, und zwar dadurch, daß bei dem universellen Gefäßaufbau, insbesondere Schaltschrank aus einem Schaltschrankgerüst mit einer Dach- und Bodenbau­ gruppe und stranggepreßten Aluminiumprofilen mit mehreren Längsnuten als tragende Hö­ henstiele als Dach- und/oder Bodenbaugruppe vorgefertigte, flachgelegte und gleichgestaltete Dach- und Bodenrahmen aus stranggepreßten Aluminiumprofilen, die über eingelegte stabile Eckverbinder in einer Hohlkammernut kraft-/formschlüssig als Gehrungsecke und über Kno­ tenecken oder Knotenwinkel und Schraubverbindungen mit den Höhenstielen konstruktiv zum selbsttragenden Schaltschrankgerüst verbunden sind. Für die Dach- und Bodenrahmen sowie die Höhenstiele werden die gleichen stranggepreßten Aluminiumprofile als Hohlkam­ merprofil mit mehreren Rechtecknuten parallel zu den Außenflächen und einer Hammerkopf­ nut in waagerechter und senkrechter Ebene eingesetzt. Die Hammerkopfnut nimmt Verbin­ dungselemente zur universellen Befestigung auf. Die Rechtecknuten können aufgesteckte oder eingelegte Dichtungen und Aluminium-, Edelstahl- oder beschichtete Metallbleche und Kunststoffteile im inneren Bereich als Rückblech, Dachblech, Bodenblech und Seitenblech in horizontaler und vertikaler Ebene umlaufend direkt aufnehmen. Erfindungsgemäß ist das Schaltschrankgerüst durch Verkleidungselemente wie Türen, Seitenwände sowie Dach- und Bodenbleche und Einbauelemente wie Einbaurahmen/-profile und Montageplatten universell bis zu doppel- und mehrwandigen Gefäßen wie Schrank oder komplette Anlage aufrüstbar. Damit sind gute thermische Eigenschaften erreichbar.

In Ausgestaltung der Erfindung erhalten die Aluminium-Strangpreßprofile eine korrosionsbe­ ständige, dauerhaft elektrisch gut leitende Oberfläche.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind sowohl die Aluminiumbleche als auch die Strangpreßprofile chromatisiert.

Zur Sicherung einer hohen Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) und/oder einer hohen Schutzart als Wasser- und/oder Staubschutz können in die Rechtecknuten zusätzlich runde, rechteckige oder quadratische EMV-Spezialdichtungen und/oder Schutzart­ dichtungen umlaufend horizontal und vertikal eingelegt oder Spezialdichtungen aufgesetzt werden. In weiterer Ausgestaltung wird für modifizierte Gefäße mit geringeren statisch/dynamischen Belastungen der gleiche Grundaufbau des Schaltschrankgerüstes mit Strangpreßprofilen gleichartiger Ausführungen für den Dach- und Bodenrahmen und die Höhenstiele verwendet. Dieses modifizierte Schaltschrankgerüst kann als inneres Gefäß mit hoher Schutzart und/oder EMV-Schutz für ein Gehäuse dienen, das eine äußere Gefäßhülle als Kunststoffgehäuse er­ hält.

Gemäß einer Weiterbildung kann das universelle Aluminium-Strangpreßprofil in der x-Achse mit ver­ schiedenen Radien gebogen eingesetzt werden, ohne daß sich die Nuten (15; 16) wesentlich verändern.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehöri­ gen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Vorderansicht eines selbsttragenden Schaltschrankgerüstes

Fig. 2: Seitenansicht eines selbsttragenden Schaltschrankgerüstes

Fig. 3: Draufsicht eines selbsttragenden Schaltschrankgerüstes

Fig. 4: Vorderansicht eines mit Verkleidungen aufgerüsteten selbsttragenden Schaltschrank­ gerüstes für den OUT-DOOR-Einsatz

Fig. 5: Schnitt A-A

Fig. 6: Schnitt B-B

Fig. 7: Schnitt C-C

Fig. 8: Schnitt D-D

Die erfindungsgemäße Anordnung des universellen Gefäßaufbaues enthält als Basis ein selbsttragendes Schaltschrankgerüst, das entsprechend dem Einsatzgebiet mit bekannten Ele­ menten universell aufgerüstet werden kann. Aus den Schaltschrankgerüsten werden für den OUT- und/oder IN-DOOR-Einsatz Einzelschränke oder komplette Anlagen im Bereich der Telekommunikation und Elektrotechnik/Elektronik nach der Erfindung aufgebaut.

Das selbsttragende Schaltschrankgerüst besteht nach Fig. 1, 2 und 3 aus konstruktiv gleichge­ stalteten und flachgelegten Dach- und Bodenrahmen 2. Diese sind über Gehrungsecken mit dem Eckverbinder 13 in der Hammerkopfnut 16 kraft- oder formschlüssig und mit Knoten­ ecken oder Knotenwinkeln 17 zum Höhenstiel 3 an mindestens acht Punkten mittels Schraub­ verbindungen, wie Zylinderschrauben mit Innensechskant, verbunden. Hierbei dient nur ein einziges, innovativ gestaltetes Aluminium-Strangpreßprofil 1 als konstruktiv tragendes Grundprofil mit hoher statisch/dynamischer Festigkeit. Der Bodenrahmen 2 kann auch als Wanne ausgeführt sein. Das Strangpreßprofil 1 ist als Hohlkammerprofil mit mehreren Recht­ ecknuten 15 und einer Hammerkopfnut 16 zur universellen Befestigung von Verbindungsele­ menten, wie Muttern, Schrauben, Gleitsteinen ect. ausgeführt. Die Rechtecknuten 15 verlau­ fen parallel zu den Außenkanten des Strangpreßprofils 1. Das Aluminium-Strangpreßprofil 1 ist korrosionsbeständig und zur Erzielung einer dauerhaften hohen elektrischen Leitfähigkeit für die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) vorzugsweise chromatisiert.

Speziell für den OUT-DOOR-Einsatz und bei hoher Lebensdauererwartung kompletter Schränke und Anlagen müssen auch die innenliegenden Verkleidungen wie Rückblech 4, Dachblech 5, Bodenblech 6 und Seitenblech 7 gemäß den Fig. 1, 2, 3, 5, 6, 7, und 8 in chro­ matisiertem Aluminiumblech ausgeführt werden. Damit kann das komplette selbsttragende Schaltschrankgerüst im gesamten inneren Bereich vor der weiteren Aufrüstung zum kom­ pletten Schrank oder zur kompletten Anlage nach Fig. 4 als sogenannter EMV-Käfig ausge­ stattet werden. Dabei übernehmen die vorher eingelegten EMV-Dichtungen 11 bzw. auf­ steckbaren EMV-Spezialdichtungen 12, wie in den Fig. 2, 3, 5, 6, 7 und 8 dargestellt, einen umlaufenden Schutz in allen Achsen und Richtungen des selbsttragenden Schaltschrankge­ rüstes und bieten somit eine hohe Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV). Wird der Schrank oder die Anlage nicht in EMV-Ausführung gefordert, kann über das gleiche Kon­ struktionsprinzip und gleich gestaltete Schutzartdichtungen 11, 12 nach den Fig. 2, 3, 5, 6, 7 und 8 auch der Wasser- und/oder Staubschutz realisiert werden. Werden beide Merkmale ge­ fordert, wird über die Außenverkleidungen, wie Türen 9; 10, Seitenwand 8, Rückwand 18 und Dach 14, nach den Fig. 4 und 8 mit aufgeschäumten, aufgesteckten oder aufgeklebten Schutzartdichtungen der Wasser- und/oder Staubschutz zusätzlich zur EMV realisiert. Hierbei werden die Außenverkleidungen wie Türen 9; 10, Seitenwand 8, Rückwand 18 und Dach 14 gemäß Fig. 4 und 8 vorzugsweise in gekofferter oder gekanteter Ausführung als chromatisier­ te Aluminium-Bleche zusätzlich pulverbeschichtet. Wahlweise können auch für den OUT- DOOR-Einsarz Edelstahlbleche oder beschichtete Stahlbleche mit besonderer Grundbehand­ lung zum Einsatz kommen.

Ein großer Vorteil der Doppel- oder Mehrwandigkeit für EMV-Einsatz und hohe Schutzart nach Fig. 4 und 8, ist die Möglichkeit der Ausnutzung der damit gewonnenen Hohlräume für hohe thermische Eigenschaften. Durch das vorhandene Hohlkammerprofil 1 und die vorhan­ denen Rechtecknuten 15 in horizontaler und vertikaler Richtung ergibt sich für kundenspe­ zifische Forderungen ein breites Spektrum zum Einsatz verschiedener Materialarten in Kom­ bination aus Aluminium, Stahl, Edelstahl, Kunststoff, Glas, Isoliermatten, Isolierschaum u. a. mit entsprechender Oberflächenbehandlung.

Bei allen Ausführungen wirkt das gleiche Konstruktionsprinzip des universellen selbsttragen­ den Schaltschrankgerüstes durch das universelle Aluminium-Strangpreßprofil 1 mit hoher Fe­ stigkeit und den Dach- und Bodenrahmen 2 mit Eckverbinder 13 und Höhenstielen 3 über die Knotenecken oder Knotenwinkel 17 stabilitätserhöhend für hohe statisch/dynamische Festig­ keit des kompletten Schrankes oder der kompletten Anlage nach Fig. 4 bis zur Realisierung der Forderung zur Erdbebensicherheit.

Bei Reduzierung der Kundenanforderungen auf geringere statische Kräfte und Minimierung des Einsatzgewichtes kann das universelle Strangpreßprofil als Hohlkammerprofil 1 auch in kleinerer Abmessung, aber konstruktiv weitgehend gleich gestaltet zum Einsatz kommen oder mit dem großen Strangpreßprofil 1 kombiniert werden. Bei kleineren Gefäßen mit der Forderung nach EMV-Schutz, wie Gehäusen, kann das gleiche Konstruktionsprinzip für das Schaltschrankgerüst mit kleinerem Strangpreßprofil als Grundaufbau eines EMV-Käfigs für den inneren Bereich verwendet werden. Von außen kann das Gehäuse auch als Kunststoff­ gehäuse ausgeführt werden.

Insgesamt ergibt sich durch das universelle Konstruktionsprinzip des selbsttragenden Schalt­ schrankgerüstes eine hohe Flexibilität hinsichtlich Realisierung verschiedenster Kundenforde­ rungen zur Auf- bzw. Abrüstung kompletter Anlagen nach den Fig. 4 und 8 zum Ein- bzw. Ausbau von Rahmen, Profilen, Adaptern ect. über die Hammerkopfnut 16 und zur Maßva­ riation gemäß DIN- oder IEC-Norm bzw. weiterer internationaler Normen.

Eine zusätzliche Besonderheit ist die Möglichkeit des vielseitigen Einsatzes des universellen Aluminium-Strangpreßprofiles 1 zu gerader und/oder um die x-Achse gebogener Ausführung mit verschiedenen Radien. Hierbei behalten im gebogenen Zustand und bei Einhaltung von Mindestradien der Profilquerschnitt, die Maße sowie die Nuten ihre volle Funktionalität und das Profil seine Festigkeit.

Bezugszeichenliste

1

universelles Aluminium-Strangpreßprofil

2

Dach- und Bodenrahmen

3

Höhenstiel

4

Rückblech

5

Dachblech

6

Bodenblech

7

Seitenblech

8

Seitenwand

9

Tür rechts

10

Tür links

11

einlegbare EMV- oder Schutzartdichtung

12

aufsteckbare EMV- oder Schutzartdichtung

13

Eckverbinder

14

Dach

15

Rechtecknut

16

Hammerkopfnut

17

Knotenecke/Knotenwinkel

18

Rückwand

Claims (7)

1. Universeller Gefäßaufbau, insbesondere Schaltschrank aus einem Schaltschrankgerüst mit einer Dach- und Bodenbaugruppe und stranggepreßten Aluminiumprofilen mit mehreren Längsnuten als tragende Höhenstiele, dadurch gekennzeichnet, daß als Dach- und/oder Bo­ denbaugruppe vorgefertigte, flachgelegte und gleichgestaltete Dach- und Bodenrahmen (2) aus stranggepreßten Aluminiumprofilen (1), die über eingelegte stabile Eckverbinder (13) in einer Hohlkammernut kraft-/formschlüssig als Gehrungsecke und über Knotenecken oder Knotenwinkel (17) und Schraubverbindungen mit den Höhenstielen (3) konstruktiv verbunden sind, daß für die Dach- und Bodenrahmen (2) und die Höhenstiele (3) die glei­ chen stranggepreßten Aluminiumprofile (1) als Hohlkammerprofil mit mehreren Rechteck­ nuten (15) parallel zu den Außenflächen und einer Hammerkopfnut (16) in waagerechter und senkrechter Ebene eingesetzt werden, daß die Hammerkopfnut (16) Verbindungsele­ mente zur universellen Befestigung und die Rechtecknuten (15) aufgesteckte oder einge­ legte Dichtungen (11; 12) und in horizontaler und vertikaler Ebene umlaufend direkt Alu­ minium-, Edelstahl- oder beschichtete Metallbleche und Kunststoffteile im inneren Bereich als Rückblech (4), Dachblech (5), Bodenblech (6) und Seitenblech (7) zu Doppel- oder Mehrwandigkeit aufnehmen und daß das Schaltschrankgerüst durch Verkleidungselemente (9; 10; 8; 14; 6) und Einbauelemente zum Schrank oder der kompletten Anlage aufrüstbar ist.

2. Universeller Gefäßaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminium- Strangpreßprofile (1) eine korrosionsbeständige, dauerhaft elektrisch gut leitende Oberflä­ che erhalten.

3. Universeller Gefäßaufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Alumi­ niumbleche und Strangpreßprofile (1) chromatisiert sind.

4. Universeller Gefäßaufbau nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Recht­ ecknuten (15) zusätzlich runde, rechteckige oder quadratische EMV-Spezialdichtungen und/oder Schutzartdichtungen (11) umlaufend horizontal und vertikal eingelegt oder Spe­ zialdichtungen (12) aufgesetzt werden.

5. Universeller Gefäßaufbau nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß für modifi­ zierte Gefäße mit geringeren statisch/dynamischen Belastungen der gleiche Grundaufbau des Schaltschrankgerüstes mit Strangpreßprofilen (1) gleichartiger Ausführung für den Dach- und Bodenrahmen (2) und die Höhenstiele (3) verwendet wird.

6. Universeller Gefäßaufbau nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das modifizierte Schaltschrankgerüst als inneres Gefäß mit hoher Schutzart und/oder EMV-Schutz dient, das eine äußere Gefäßhülle als Kunststoffgehäuse erhält.

7. Universeller Gefäßaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das universelle Aluminium-Strangpreßprofil (1) in der x-Achse mit verschiedenen Radien gebogen einge­ setzt werden kann, ohne daß sich die Nuten (15, 16) wesentlich verändern.