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Die
Erfindung betrifft ein Gehäuse
eines Schaltschranks für
eine Druckmaschine, mit Gehäusebauteilen
aus elektrisch leitfähigem
Material, welche eine elektrisch isolierenden Oberflächenschicht aufweisen
sowie wenigstens eine Tür,
einen Korpus und eine dazwischen angeordnete elektrisch leitfähige, elastische
Dichtung umfassen.
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Die
elektronische Steuerung einer Maschine ist in der Regel außerhalb
des Maschinengehäuses in
einem separaten Schaltschrank angeordnet. Der Schaltschrank dient
der Aufnahme und Verbindung der elektronischen Bauteile, insbesondere
der elektronischen Steuerung und soll diese Bauteile vor elektromagnetischer
Beeinflussung der umgebenden Maschinen sowie die Umgebung vor elektromagnetischen
Feldern der elektronischen Bauteile schützen.
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Der
Schaltschrank weist einen Korpus, wenigstens eine Tür und zumindest
eine dazwischen angeordnete, elektrisch leitfähige Dichtung zur Abdichtung
und Abschirmung der Gehäusebauteile
auf. Der Korpus besteht aus verschiedenen Gehäusebauteilen, wie beispielsweise
Decke, Boden, Wände und
den Einbau- beziehungsweise Einlegeteilen, welche die Bauteile der
elektronischen Steuerung aufnehmen.
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Die
Gehäusebauteile
sind aus elektrisch leitfähigem
Material hergestellt. Hierzu wird vorzugsweise Stahl oder Stahlblech
verwendet. Sie werden durch geeignete Oberflächenbehandlung, wie Lackierung,
Beschichtung oder Oberflächenvergütung vor
Korrosion geschützt.
Dabei wird jedes einzelne Gehäusebauteil
für sich
oberflächenbehandelt
und anschließend
zum Schaltschrank montiert.
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Zur
Gewährleistung
eines ungestörten
Betriebsablaufs sind Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit
(EMV) zu genügen,
wobei elektromagnetische Felder abgeschirmt werden müssen. Dabei
ist einerseits der Innenraum des Schaltschranks von elektromagnetischen
Feldern freizuhalten, andererseits wird auch die Umgebung vor im
Inneren entstehenden elektromagnetischen Feldern geschützt. Auch
einzelne Fächer
im Inneren des Schaltschranks können
gesondert elektromagnetisch abgeschirmt sein.
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Von
besonderer Bedeutung ist dabei, dass die Oberfläche des Schaltschranks oder
der einzelnen Fächer
vollständig
elektrisch leitend sein müssen.
Ein elektrisches Feld wirkt dabei in der Weise auf die leitende
Oberfläche
ein, dass eine Ladungsverschiebungen im leitenden Gehäusematerial
erzeugt wird, welche eine Ladung der Oberfläche erzeugt. Diese sogenannte
Oberflächenladungen
des Schaltschranks erzeugt ihrerseits ein Feld, welches genau dem
Feld entgegenwirkt, welches auf die Oberfläche wirkt. Das Innere des Schaltschranks
ist folglich im Idealfall vollkommen feldfrei. Die dabei genutzte
Wirkungsweise beruht auf dem sogenannten Faradayschen Effekt, wobei
der Schaltschrank einen Faradayschen Käfig bildet.
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Um
eine vollständige
Abschirmung zu erreichen ist das Schrankgehäuse mit einer möglichst gleichmäßig leitenden
Oberfläche
herzustellen, so dass Störungen
aufgrund unterschiedlicher Materialeigenschaften, Materialstärken oder
sonstigen Unstetigkeiten der Oberfläche vermieden werden. Insbesondere
an bewegbaren Teilen, wie beispielsweise der Tür, sind alle Kanten mit dem
Korpus leitfähig
zu verbinden, da dort andererseits nicht stetige Stellen der Oberfläche entstehen,
an denen einen Übertragung
von elektromagnetischen Felder möglich
waren.
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Des
Weiteren ist das Gehäuse
des Schaltschrank gegen Staub, Öldämpfe und
Feuchtigkeit (IP) sowie gegen sonstige Umgebungseinflüsse in der
Nähe von
Maschinenbetrieb abzudichten.
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In
der
DE 196 10 045
A1 wird daher vorgeschlagen, zwischen dem Korpus und der
Tür eine EMV-Dichtung
anzuordnen. Die EMV-Dichtung ist elektrisch leitfähig und
elastisch und verbindet die einander zugeordneten Gehäuseteile.
Hierzu werden Dichtungen aus elektrisch leitfähigem Kunststoff, Kunststoffdichtungen
mit elektrisch leitfähigem Überzug oder
elektrisch leitfähige
Metallgeflechte und Litzen beziehungsweise Blechabdeckungen mit
Kontaktstellen am anliegenden Gehäuseteil vorgeschlagen. Weitere
EMV-Dichtungen sind aus den Druckschriften
DE 91 07 917 U1 und
DE 296 09 873 U1 bekannt,
welche unterschiedlichen Verwendungen dienen, beispielsweise als
Abdichtung für
ein Fenster oder als Abdichtung einer montierbaren Abdeckplatte.
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Nachteil
dieser Abdichtungen ist es, dass durch die isolierende Oberflächenbehandlung
die Verbindungen zwischen den montierten Gehäusebauteilen beziehungsweise
zwischen der Dichtung und dem Korpus oder der Tür nur unzureichend leitfähig sind.
Dies hat zur Folge, dass das Gehäuse
des Schaltschranks höchstens
zufällig
die erforderliche vollständige
und stetige elektrische Leitfähigkeit
aufweist.
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Des
Weiteren sind sogenannte Zweikammersysteme bekannt, welche ein inneres
Gehäuse aus
leitfähigem
Material, z. B. feuerverzinktem Blech und gängigen EMV Dichtungen, sowie
ein äußeres Gehäuse aufweisen,
in welchem das innere Gehäuse
angeordnet ist. Das äußere Gehäuse ist
aus lackiertem Blech oder Kunststoff mit entsprechenden Dichtungen
gegen Staub und Feuchtigkeit hergestellt. Nachteil dieser Anordnung
ist insbesondere der hohe Herstellungsaufwand und die damit verbundenen
Kostennachteile, aber auch eine schlechte Handhabbarkeit, da die
unterschiedlichen Gehäuse den
Zugang zu den elektronischen Bauteilen im Inneren des Schaltschranks
erschweren.
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Eine
weitere Maßnahme
ist, ein lackiertes Gehäuse
mit zwei Dichtungen zu versehen, wobei eine Dichtung gegen Staub
und Feuchtigkeit (IP) und eine Zweite als EMV-Abschirmung vorgesehen ist. Das große Problem
hierbei ist eine gute und zuverlässige
Leitfähigkeit über die
Jahre hinweg zu erreichen sowie der ebenfalls große Aufwand
bei der Fertigung.
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Aus
der
DE 42 07 308 C2 ist
ein Verfahren zur Herstellung eines Blechgehäuses aus einem Gehäusekorpus
mit mindestens einem Verschlussteil bekannt, bei dem der Gehäusekorpus
und die Öffnung
elektrisch und magnetisch leitend miteinander verbindbar ist. Dazu
wird der Gehäusekorpus
zunächst
eingefettet, danach in einem Flammspritzverfahren auf den Gehäusekorpus
eine Kontaktfläche aufgebracht
und die Kontaktfläche
mit einem Abdeckband abgedeckt. Danach wird der Gehäusekorpus
gereinigt und lackiert und das Abdeckband abgenommen. Der Verschlussteil
wird entweder chromatisiert oder besteht aus nichtrostendem Material
oder wird auf gleiche Weise mit einer Kontaktfläche versehen. Danach wird Gehäusekorpus
und Verschlussteil mit einem elastisches HF-Dichtungselement verbunden. Nachteilig
bei diesem Verfahren ist der hohe Aufwand und die damit verbundenen
Kosten.
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Aufgabe
der Erfindung ist es folglich, die vorgenannten Nachteile zu überwinden
und oberflächenbehandelte
Gehäusebauteile
bereitzustellen, mit denen eine optimale Abschirmung gegenüber elektromagnetischen
Feldern erreichbar ist, insbesondere eine weitgehend gleichmäßige Leitfähigkeit des
gesamten Schaltschranks herstellbar ist.
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Die
Aufgabe wird gemäß den Merkmalen
von Anspruch 1 gelöst,
vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2–5.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
die Anlageflächen
der Gehäusebauteile
elektrisch leitfähig
zu halten. Dazu werden an den Anlageflächen der leitfähigen Materialien
der Gehäusebauteile
Kontaktstellen hergestellt, welche vor der Lackierung beziehungsweise
der Oberflächenbeschichtung
mit einer Schutzschicht versehen werden. Beim Lackieren beziehungsweise
Beschichten mit einem isolierenden Material werden die Kontaktstellen
von der Schutzschicht abgedeckt. Die Schutzschicht wird erst zur Montage
des Schaltschranks entfernt, so dass nach der Montage zwischen den
einzelnen Gehäuseteilen eine
dauerhaft elektrisch leitfähige
Verbindung durch direkten Kontakt der leitfähigen Gehäusebauteile an den Kontaktstellen
entsteht. Die Schutzschicht wird vor der Lackierung oder Beschichtung
der leitfähigen Gehäusebauteile
auf das leitfähige
Material der Gehäusebauteile
aufgebracht, damit für
die leitfähige Montage
eine rückstandsfreie
leitfähige
Fläche
zur Verfügung
steht.
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In
vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Schutzschicht Papier,
Kunststoff, Metall und/oder ein Verbundmaterial aufweist. Auf einfache
Art und Weise sind herkömmliche,
vorzugsweise folienartige Abdeckmaterialien verwendbar, welche beispielsweise
einseitig mit einer Klebstoffschicht versehen sind, welche leicht
vom elektrisch leitenden Material der Gehäusebauteile entfernbar ist.
Als besonders geeignet haben sich Materialien aus Verbundmaterialen mit
einer stabilen reißfesten
Trägerschicht
erwiesen, welche eine saugfähige
Schicht aufweist. Die saugfähige
Schicht kann dabei erfindungsgemäß aus Papier
oder einem ähnlichen
Material, die reißfeste
Trägerschicht
aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung wird dadurch bereitgestellt, dass die Kontaktstellen
in das leitfähige
Material des Gehäusebauteils eingeprägte oder eingestanzte
Hervorhebungen sind. Damit eine leitfähige Verbindung zwischen den Gehäusebauteilen
hergestellt werden kann, sind die Kontaktstellen so zu gestalten,
dass die Materialstärke
der Lackierung beziehungsweise der Beschichtung der beiden aneinander
anliegenden Gehäusebauteile überwunden
wird, da die Kontaktstellen ansonsten einen dementsprechenden Abstand
voneinander hätten.
Hierzu ist vorgesehen, diesen Ausgleich mit geringfügigen Hervorhebungen,
welche vorzugsweise geprägt
oder gestanzt sind, herzustellen. Dabei sind die Hervorhebungen
so zu gestalten, dass das Gehäuse
nicht undicht wird. Vorzugsweise wird dies dadurch erreicht, dass
die Hervorhebung ausschließlich
an den Kontaktflächen
die Materialstärke
der Oberflächenbeschichtung
ausgleicht, so dass die Gehäusebauteile
auf ebenen Flächen
aneinander anliegen.
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Eine
weitere Ausführungsform
wird dadurch erreicht, dass die Kontaktstellen eine Kontaktfläche bilden.
Damit eine bestmögliche
Abdichtung und Abschirmung des Gehäuses erreicht wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
die Kontaktstellen als Kontaktflächen
herzustellen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die
Kontaktstellen elektrisch leitfähiges,
vorzugsweise flexibles, Bandmaterial aufweisen, welches mit dem
leitfähigen
Material des Gehäusebauteils
verbunden ist. Das Bandmaterial kann somit vor der Oberflächenbehandlung
auf das blanke leitfähige
Gehäusebauteil
aufgebracht werden. Damit das Band nach der Oberflächenbehandlung
eine leitfähige
Kontaktfläche
aufweist, ist des Weiteren vorgesehen, dass das Bandmaterial mit
entfernbarer Folie beschichtet ist. Die Folie ist vorzugsweise hitzeresistent
und kann nach der Oberflächenbehandlung
abgezogen werden.
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Dieses,
vorzugsweise selbstklebende, Band ist erfindungsgemäß als Gewebeband
ausgebildet. Es weist auf einer Fläche einen leitenden Klebstoff auf
und besteht aus leitfähigem
Material. Das Gewebeband ist mit einer Schutzfolie überzogen,
welche abziehbar ist. Das Gewebeband ist insbesondere dazu geeignet,
im nachträglichen
Brennverfahren zum Einbrennen des Lackes verformungsfrei und uneingeschränkt elektrisch
leitfähig
zu bleiben.
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Des
Weiteren ist die Folie über
dem selbstklebenden Gewebeband im Randbereich ca. 1 mm schmaler
als das eigentliche Gewebeband. Damit wird beim Lackieren der Lack,
zumindest in den äußeren Randbereichen,
auch auf das Gewebeband aufgebracht, welches einen zusätzlichen
Halteeffekt zum Kleben gibt. Der leitfähige Klebstoff ist gegen die verschiedenen
Lösungsmittel
der Vorbehandlungsmittel, welche zum Vorbehandeln des Schaltschranks
vor dem Lackieren benötigt
werden, sowie gegen Lack- oder Beschichtungsmaterialien unempfindlich.
Auch die abziehbare Folie weist eine entsprechende Widerstandskraft
auf. Das Bandmaterial und die Folie sind insbesondere auch bei höheren Temperaturen,
welche beim Einbrennen des Lackes erforderlich sind, materialbeständig. Die
Folie hinterlässt
nach dem Reinigungs-, Lackier- beziehungsweise Einbrennvorgang beim
Abziehen keine Klebstoff- oder sonstigen Materialreste auf dem leitfähigen Gewebeband.
Diese Ausführungsform
ist daher eine einfache und kostengünstige Möglichkeit eine leitfähige Verbindung
herzustellen.
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Die
Gehäusebauteile
können
in herkömmlicher
Weise mittels Klemmen oder Klammern oder Schrauben verbunden werden.
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In
vorteilhafter Weise kann mit den erfindungsgemäß hergestellten Kontaktstellen
erreicht werden, dass die EMV-Dichtung über einer Kontaktfläche elektrisch
leitfähig
mit der Tür
und/oder dem Korpus verbunden ist. Bei geschlossener Tür kommt sie
auf einer zugeordneten Gegenfläche
an korrespondierende Kontaktstellen zur Anlage und gewährleistet
eine leitfähige
Verbindung. Damit wird eine optimale Abschirmung des Gehäuses hergestellt,
da die Dichtung die Kontaktflächen
an beiden Gehäuseteilen
verbindet. Die Dichtung schafft somit eine leitfähige Verbindung zwischen zwei
einander zugeordneten Gehäusebauteilen,
welche nicht unmittelbar miteinander verbunden sind.
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Eine
vorteilhafte Ausführungsform
wird des Weiteren dadurch zur Verfügung gestellt, dass die Dichtung über einer
Kontaktfläche
elektrisch leitfähig an
der Tür
und/oder dem Korpus befestigt ist und bei geschlossener Tür auf einer
zugeordneten Gegenfläche
an korrespondierenden Kontaktstellen zur Anlage kommt und eine leitfähige Verbindung
gewährleistet.
Die Dichtung ist entweder an der Tür befestigt. Dazu weist die
Tür eine
Anzahl von Kontaktstellen beziehungsweise eine Kontaktfläche auf.
Diese umfassen die gesamte Befestigungsfläche der Dichtung an der Tür. Die Gegenfläche ist
dann am Korpus angeordnet und umfasst ebenfalls eine Anzahl von
Kontaktstellen zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen
den beiden Gehäusebauteilen.
Andererseits kann die Dichtung am Korpus befestigt sein, der dann
die entsprechende Kontaktfläche
aufweist, wobei die mit korrespondierenden Kontaktstellen versehene
Gegenfläche
an der Tür
angeordnet ist. In vorteilhafter Weise kann die Dichtung als Steckdichtung
ausgebildet sein, welche zur Befestigung des Bandmaterials in dafür vorgesehene
Befestigungsöffnungen
einsteckbar ist und welche das Bandmaterial zwischen Dichtung und
Gehäusebauteil
eingeklemmt.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es
zeigt:
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1 ein
Ausschnitt eines Schaltschrank mit leitfähiger Dichtung und Gewebeband;
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In 1 ist
ein Schaltschrank 1 mit einer Anordnung von zwei Gehäuseteilen
dargestellt. Die Gehäuseteile
umfassen einen Korpus 2 und eine Tür 3, welche im geschlossenen
Zustand am Korpus 2 anliegt. Zur Abdichtung und Abschirmung
des Schaltschranks 1 ist am Ende der Wand 4 des
Korpus 2 die Dichtung 5 an der Kante 6 angeordnet.
Die Dichtung 5 ist als Steckdichtung ausgebildet und an
der Kante 6 aufgesteckt. Sie ist mit einem leitfähigen Gewebeband 7 umhüllt und
weist einen elastischen Bereich 8 auf.
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Die
Wand 4 umfasst ein leitfähiges Material 10,
vorzugsweise Stahlblech, welches mit einer isolierenden Oberflächenbeschichtung 12 überzogen
ist und mit Kontaktstellen 9 versehen ist. Die isolierenden
Beschichtung 12 ist erfindungsgemäß als Lackierung ausgeführt und
in der Zeichnung mit Strichpunktierter Linie dargestellt.
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Zur
elektrisch leitenden Verbindung der Dichtung 5 beziehungsweise
des umhüllenden
Gewebebands 7 mit dem leitfähigen Material 10 der Wand 4 beziehungsweise
mit dem Korpus 2 sind die Kontaktstellen 9 vorgesehen,
welche mit leitfähigen Gewebeband 11 hergestellt
sind und eine Kontaktfläche
entlang der Kante 6 bilden, welche senkrecht zur Bildebene
angeordnet ist. Das Gewebeband 11 ist mit dem leitfähigen Material 10 der
Wand 4 verbunden und ist hierzu vor der Lackierung auf
das blanke leitfähige
Material 10 der Wand 4 aufgebracht worden. Auf
der oberen Seite weist sie die entfernbare Schutzschicht auf. Auf
der unteren Seite wird sie vorzugsweise mit einem in der Zeichnung
nicht dargestellten leitfähigen
Klebstoff befestigt. Die aufgesteckte Dichtung 5 ist mit
dem leitfähigen
Gewebeband 7 über
die Kante 6 gesteckt und liegt mit seiner leitfähigen Oberfläche auf
dem Gewebeband 11 an, dessen Schutzschicht nach dem Lackieren
entfernt worden ist.
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In
der Zeichnung ist eine Seite der Wand 4 mit dem leitfähigen Gewebeband 11 versehen,
auf welchem das leitfähige
Gewebeband 7 mit der Dichtung 5 anliegt. Erfindungsgemäß ist auch
vorgesehen, dass das Gewebeband 11 um die Kante 6 auf beide
Seiten der Wand 4 reicht und die Dichtung 5 mit dem
Gewebeband 7 auf beiden Seiten elektrischen Kontakt aufweist.
Damit ist eine vergrößerte Kontaktfläche sowie
ein kleinerer Kontaktwiderstand an dieser Stelle erreichbar.
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Die
Tür 3 weist
wie die Wand 4 elektrisch leitfähiges Material 13,
vorzugsweise Stahlblech auf, welches mit einer isolierenden Oberflächenbeschichtung 14 versehen
ist. Die Oberflächenbeschichtung 14 ist
bevorzugt als Lackierung ausgeführt
ist. Die Lackierung ist in einem Überlappbereich 15 über das Gewebeband 17 gezogen
und bildet eine den Klebstoff ergänzende Befestigung an der Kontaktstelle. An
der Stelle, an welcher die Dichtung 5 der Wand 4 an
der Tür 3 zur
Anlage kommt, sind Kontaktstellen 16 vorgesehen, welche
mit dem leitfähigen
Material 13 verbunden sind. Diese werden wie die Kontaktstelle 9 hergestellt
und umfassen ein leitfähiges
Gewebeband 17. Das Gewebeband 17 bildet die Gegenfläche zur
Anlagefläche
der Dichtung 5 und bildet ebenfalls entlang der Anlagefläche eine
Kontaktfläche.
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Beim
Schließen
der Tür 3 wird
die Dichtung 5 mit dem umhüllenden leitfähigen Gewebeband 7 auf
die Kontaktstellen 16 mit dem leitfähigen Gewebeband 17 gedrückt und
erzeugt eine elektrisch leitfähige
Verbindung zwischen dem leitfähigen
Material 13 der Tür 3 und
dem leitfähigen
Material 10 des Korpus 2. Die Dichtung 5 ist
vollständig
um die Kante 6 des Korpus 2 geführt und
bildet mit der Gegenfläche an
der Tür 3 eine
vollständige
Abdichtung gegen Umgebungseinflüsse
wie Staub, Öl-
bzw. Kühlmitteldämpfe sowie
sonstigen Verunreinigungen und bietet zusätzlich eine vollständige Abschirmung
gegen elektromagnetische Felder.
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Von
der Erfindung ist auch eine Abwandlung der dargestellten Ausführungsform
umfasst, bei der die Dichtung 5 an Kontaktstellen 16 der
Tür 3 befestigt
ist und die Gegenfläche
mit den Kontaktstellen 9 am Korpus 2 angeordnet
ist.
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- 1
- Schaltschrank
- 2
- Korpus
- 3
- Tür
- 4
- Wand
- 5
- Dichtung
- 6
- Kante
- 7
- Gewebeband
- 8
- elastischer
Bereich
- 9
- Kontaktstellen,
-flachen
- 10
- elektrisch
leitfähiges
Material
- 11
- leitfähiges Gewebeband
- 12
- isolierenden
Oberflächenbeschichtung
- 13
- elektrisch
leitfähiges
Material
- 14
- isolierenden
Oberflächenbeschichtung
- 15
- Überlappbereich
- 16
- Kontaktstellen,
-flachen
- 17
- leitfähiges Gewebeband