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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Bausatz für einen Geräte- und/oder Schaltschrank für elektrische
und elektronische Geräte
und Bauteile gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 oder Anspruch 2.
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Aus
der
DE 198 12 117
A1 ist ein Geräteschrank
bekannt, der für
die Aufnahme von elektrischen und elektronischen Geräten geeignet
ist. Dieser Geräteschrank
weist auf seiner Außenseite
ein Kanalsystem auf, in dem ein Kühlluftstrom für den entsprechenden
Abtransport der Wärme
zu einem auf dem Schaltschrank im Dachelement angeordneten Radiallüfter sorgt.
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Aus
der WO 99 08 354 A1 ist ein Geräteschrank
zur Aufnahme von Wärme
erzeugenden, insbesondere elektrischen und/oder elektronischen Baueinheiten,
bekannt. Die das Gehäuse
bildenden Wände
sind doppelwandig ausgelegt, so dass ein Zwischenraum entsteht,
in dem die innerhalb des Gehäuses
angesammelte erwärmte
Luft abgeführt
wird. Durch einen Luftstrom wird die erwärmte Luft von den Baueinheiten
durch den Zwischenraum über
ein auf dem Geräteschrank
angeordnetes Dach, das ebenfalls einen Zwischenraum aufweist, geleitet.
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Die
DE 196 23 677 A1 zeigt
einen Geräteschrank
für in
einem innerhalb des Geräteschranks gebildeten
Funktionsraum anzuordnende elektrische und elektronische Systeme.
Der Geräteschrank
ist dadurch gekennzeichnet, dass die den Funktionsraum umschließende Außenwände zumindest
bereichsweise kanalartige Räume
aufweisen, die mit Luft beströmbar
sind. Ferner sind Mittel vorgesehen, die es ermöglichen, die kanalartigen Räume zu öffnen oder
zu schließen.
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Aus
der
DE 29 19 434 A1 ist
ebenfalls ein Schrank zur Aufnahme von elektrischen Bauteilen bekannt.
Dieser Schrank zeichnet sich dadurch aus, dass dessen Innenraum
mit dem Raum, in dem der Schrank aufgestellt ist, durch eine Zusatzöffnung verbunden
ist. Die Zusatzöffnung
ist abhängig
von der für
die Kühlung
notwendigen Luftströmung
innerhalb des Schrankes schließbar.
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Aus
der
DE 298 23 807
U1 ist ein Schaltschrank zur Aufnahme von elektronischen
Geräten bekannt.
Dieser weist die Eigenschaft auf, Lüfter und Wärmetauscher entweder im Sockelraum,
im Deckelraum oder im Zwischenraum zwischen Montage und Rückwand anzuordnen,
damit gewährleistet
ist, dass der Innenraum des Schrankes auf seinem gesamten Querschnitt
weitgehend gleichmäßig von Kühlluft durchströmt wird.
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Die
FR 2 656 974 A1 zeigt
eine Einrichtung, in der wärmeerzeugende
Bauelemente angeordnet sind. Ein jeweils im Boden- und im Deckelbereich
der Einrichtung vorgesehener Radiallüfter ist über einen gemeinsamen Antrieb
gekoppelt. Damit kann die innerhalb der Einrichtung entstehende
Wärme abtransportiert
und Umgebungsluft in die Einrichtung geführt werden.
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Aus
der
DE 22 47 852 A ist
eine Gestellanordnung zur Kühlung
eines mit elektronischen Baugruppen bestückten Aufbausystems bekannt.
Als Gestellanordnung werden Halterahmen verstanden, die die Baugruppen
aufnehmen. Zur Kühlung
der Baugruppen ist bekannt, als vertikale Holme des Halterahmens
Elemente mit Hohlprofil zu verwenden, in denen Kühlluft transportiert und zu
den einzelnen Baugruppen geleitet wird. Die Erfindung sieht eine spezielle
Zuführung
der Kühlluft
zu den Baugruppen vor.
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In
der
DE 21 47 388 A ist
bekannt, die bei einem Gestell zur Aufnahme von elektrischen Bauelementen
ausgebildeten senkrechten Holme rohrartig auszubilden und derart
mit Öffnungen
zu versehen, dass die in den Holmen geführte Kühlluft durch die Öffnungen
aus tritt und so die Bauelemente kühlt. Schließelemente dienen dazu, die Öffnungen
zu verschließen.
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Ein
wesentlicher Nachteil der Geräteschränke gemäß den Stand
der Technik besteht darin, dass diese in der Regel auf eine bestimmte
physikalische Rahmenbedingung angepasst sind; dies bedeutet, dass
solche Schränke
entweder als Outdoor-Schränke
oder als Indoor-Schränke ausgebildet
sind. Wiederum sind andere Schränke
derart konstruiert, dass diese nebeneinander oder übereinander
angeordnet sind.
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Aufgabe der Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Geräte- und/oder Schaltschrank
derart weiterzuentwickeln, dass dieser universell für unterschiedliche
Bedürfnisse
auf einfache Art und Weise herstellbar ist.
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Lösung der Aufgabe
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1 oder Anspruch 2 gelöst. Zweckmäßige und
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und
den Ausführungsbeispielen
angegeben.
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Ein
wesentlicher Grundgedanke der Erfindung besteht darin, ausgehend
von einem Grundgerüst
eines Geräte-
und/oder Schaltschranks diesen je nach dessen Einsatz und die physikalischen
Rahmenbedingungen modular zusammenzusetzen. Dies ermöglicht eine
kostengünstige
Lagerhaltung und eine sehr schnelle Montage von Schaltschränken, wobei
auch bereits bestehende Schaltschränke durch das Anbringen von
Modulen entsprechend modifiziert und angepasst werden können.
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Zusätzliche
Module, insbesondere ein Notöffnungsmodul
oder ein Notschließungsmodul
erhöhen
die Funktionalität
und Sicherheit solcher Schränke.
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Ein
weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass
durch Anbringung von lokalen Kühlmodulen
und gegenüber
den Kühlmodulen zusätzlich angebrachten
Kühlelementen
lokale Wärmenester,
vermieden werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachstehenden Beschreibung,
den Ansprüchen
und den Zeichnungen hervor.
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Zeichnungen
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Es
zeigen:
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1 eine
Frontansicht auf den oberen Teil eines Schaltschranks, wobei auf
der linken Seite eine erste Variante und auf der rechten Seite eine
weitere Variante dargestellt ist;
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2 eine
Seitenansicht auf das Dachelement eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines Schaltschranks, der im Outdoor-Bereich einsetzbar ist;
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3 eine
Frontansicht auf zwei nebeneinander angeordneten Schaltschränken, verbunden durch
ein Schaltschrankverbindungsmodul;
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4 eine
Frontansicht auf die beiden Schaltschränke gemäss 3, im Gegensatz
zu 3 ohne Abdeckelement auf dem Schrankverbindungsmodul;
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5 einen
Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel
eines Schaltschranks.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Ein
erfindungsgemäßer Geräte- und/oder Schaltschrank 1,
wie er in verschiedenen Ausführungsformen
in den Figuren dargestellt ist, umfasst ein Gehäuse 2 und eine an
dem Gehäuse 2 angesetzte
Tür 3,
die in den Zeichnungen nur teilweise dargestellt ist. Das Gehäuse 2 wird
durch aufgesetzte Innen- 4 und Außenwände 8 gebildet. Die
Innen- 4 und Außenwände 8 4 bilden
gleichzeitig ein Kühlblech,
das zur Leitung der in dem Gehäuse 2 entstehenden
Wärme nach
außen
hin ausgebildet ist. Auf dem Gehäuse 2 ist
ein Dachelement 5 vorgesehen, das sich in seiner Ausdehnung über den
Querschnitt des Gehäuses 2 des
Schaltschranks 1 erstreckt und diesen, von oben gesehen,
vollständig
abdeckt. Zusätzlich
kann auf der Oberseite, so wie es insbesondere in 1 dargestellt
ist, ein Radiallüfter 6 angeordnet
ein.
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Der
mögliche
Luftstrom bzw. Kühlluftstrom, der
innerhalb des Schaltschrankes 1 auftritt, ist in den Figuren
mittels Pfeilen richtungsgebunden dargestellt.
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Die
hier beschriebenen Schaltschränke
oder Geräteschränke eignen
sich zur Aufnahme von elektrischen oder elektronischen Geräten, wobei
die Geräte
selbst Wärme
produzieren, die durch eine Kühlung
aus dem Inneren des Schaltschranks herauszuführen ist. Ferner sind die Geräte sowohl
für den
Einsatz im Freien (Outdoor) als auch in Gebäuden oder Räumen (Indoor) ausgelegt.
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Bei
dem in 1 linke Seite (Variante 1) dargestellten Ausführungsbeispiel
wird ein statisches Kühlluftführungssystem 7 derart
gebildet, dass auf die den Schaltschrank 1 bildenden Innenwände 4 eine
Außenwand 8 aufgesetzt
wird, die in einem Abstand zur Innenwand 4 angeordnet ist.
Aufgrund des Abstands zwischen diesen beiden Wänden ist das statische Kühlluftführungssystem 7 gebildet.
Die Außenwand 8 endet
im Bereich des Dachelements 5 und es bildet sich aufgrund
des Abstands zwischen dem Dachelement 5 und der Außenwand 8 ein
Spalt 9, durch den ebenfalls Kühlluft eintreten kann. Insbesondere
in den Ecken des oberen Teils des Schaltschranks entstehen durch
Aufsetzen von Tür 3 und Außenwänden 8 an
das Gehäuse 2 vier Öffnungen, die
für eine
zusätzliche
Kühlluftzu fuhr
sorgen. Durch abgeschrägte
Ecken sind diese an sich entstehenden Öffnungen verschlossen, die
wiederum durch Anheben des Dachelements 5 aktiviert werden
können.
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Ferner
kann die Außenwand 8 Lüftungsschlitze 10 aufweisen,
durch die ebenfalls zusätzlich zu
der von unten herangeführten
Kühlluft
weitere Kühlluft
in das Kühlluftführungssystem 7 bringt.
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Um
die Zirkulation in dem Kühlluftführungssystem 7 zu
verstärken,
kann, wie es in den Fig. dargestellt ist, mindestens ein Radiallüfter 6 eingesetzt werden,
der vorzugsweise von außen
im unteren Bereich des Schaltschranks 1 Luft ansaugt, die über das Kühlluftführungssystem 7 weiterleitet
und über
das Dachelement 5 bis zum Radiallüfter 6 und über diesen
ins Freie, vorzugsweise über
eine Austrittsöffnung 11,
wie sie in 1 und 2 dargestellt
ist, geführt
wird.
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Im
Bereich der Tür 3 eines
Schaltschranks 1, wie es in 1 (Variante
2) ist vorgesehen, das Kühlluftführungssystem 7 nicht
durch die Tür 3 zu
führen, sondern über Leitbleche 12 zuerst
die Luft in das Innere des Gehäuses 2 und
dann unmittelbar in das Dachelement 5 zu führen. Dies
bringt den Vorteil mit sich, dass an der Tür 3 und an dem Gehäuse 2 selbst keine
Veränderungen
vorgenommen werden müssen.
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Ein
dynamisches Kühlführungsmodul 13 ist derart
ausgelegt, dass das Dachelement 5, je nach Ausführungsform
auch zusammen mit dem auf das Dachelement 5 aufgesetzten
Radiallüfter 6 mittels Stellelementen 14 höhenverstellbar
ist. Dies führt
dazu, dass der Spalt 9, der zwischen der Außenwand 8 bzw.
der Tür 3 und
dem Dachelement 5, vorzugsweise umlaufend um das Dachelement 5,
variabel abgängig
von der benötigten
Kühlluft
weiter geöffnet oder
geschlossen werden kann. Vorzugsweise sorgen elektrische Stellelemente
unter Zusammenwirken mit Sensoren dafür, dass die optimale Öffnung des
Spalts 9 eingestellt wird.
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In
den Ausführungen,
wie sie beispielsweise in 3 dargestellt
sind, sind an unterschiedlichen Stellen Lüftungsschlitze 10 vorgesehen.
Diese sind insbesondere an den Stellen angeordnet, an denen aufgrund
der Wärmesättigung
der Luft kalte Luft benötigt
wird, um auch in den oberen Bereichen des Schaltschranks 1 entsprechend
kühlen
zu können.
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Auf
der von außen
gesehenen Innenseite des Schaltschranks 1 im Bereich der
Lüftungsschlitze 10 sind
in den Zeichnungen nicht näher
dargestellte Luftstromregulierungsmodule angeordnet, die entweder
mechanisch oder über
eine entsprechende Steuerelektronik die Kühlluftzufuhr steuern. Ferner kann
vorgesehen sein, dass diese Luftstromregulierungsmodule lamellenartig
ausgebildet sind, wobei die Lamellen vorzugsweise z-förmig ausgebildet
sind und in mindestens einer Stellung nahezu luft- und schalldicht
den Innenbereich vom Außenbereich
des Schaltschranks 1 abschirmen. Um diese Wirkung zu verbessern,
kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche der z-förmig ausgestalteten Lamellen
eine kunststoff- oder schaumstoffartige Beschichtung aufweist, um
insbesondere den Schallschutz und den Luftdurchsatz zu optimieren.
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Zur
Verbesserung der Isoliereigenschaften eines Schaltschranks sowohl
gegen wärme
als auch gegen Kälte
ist erfindungsgemäß vorgesehen,
auf der Innenseite der Außenwände 8 bzw.
der Tür 3 Isoliermaterial
anzubringen, vorzugsweise aufzukleben. Zusätzlich hat dieses Isoliermaterial
den Nebeneffekt, dass dieses geräuschdämmend wirkt.
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Insbesondere
bei solchen Schaltschränken, die
im Freien stehen, tritt das Problem auf, dass durch sehr intensive
Sonnenbestrahlung, aber auch durch Aufstellen eines solchen Schaltschranks
in exponierten Lagen extrem hohe bzw. extrem niedrige Temperaturen
im Schaltschrank entstehen, die zur Gefährdung oder auch zur Zerstörung der
innerhalb des Schaltschranks angeordneten Geräte führen können. Neben der Verwendung
eines wärmereflektierenden
Außenanstrichs
ist erfinderisch vorgesehen, dass mittels eines sogenannten Notöffnungsmodul
bzw. einem Notschliessungsmodul bewirkt wird, dass alle steuerbaren Öffnungen
innerhalb kürzester
Zeit selbsttätig
geöffnet
bzw. geschlossen werden, um eine unverzügliche Temperaturänderung herbeizuführen. Zudem
können
zusätzliche Öffnungen
vorgesehen sein, die die notwendige Temperaturveränderung
beschleunigen.
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Zur
Vermeidung von Wärmenestern
werden variabel einsetzbare Kühlkörpermodule
vorgesehen, die von Radiallüftern,
die unmittelbar an den in den Schaltschränken eingesetzten Geräten mit
der entsprechenden Abwärme
der Geräte
beaufschlagt werden. Daher kann insbesondere in bestimmten Totecken
innerhalb eines Schaltschrankes vermieden werden, dass ein entsprechender
Wärmestau
eintritt.
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Um
eine höhere
Wärmeaufnahmekapazität zu erzeugen,
weisen die Innenwände 4,
die den Schaltschrank 1 bilden, Kühlkörpermodule auf. Diese Kühlkörpermodule
können
zum einen unmittelbar auf der blechartig ausgestalteten Wand aufgeklebt
oder mit dieser verschraubt sein. Zum anderen kann vorgesehen sein,
dass die Innenwand 4 aus einem Kühlkörper besteht. Dieser ist vorzugsweise
im Tiefziehverfahren auf einfache Weise herstellbar, wobei im montierten
Zustand die den Kühlkörper umfassenden Rippen
in das Kühlluftführungsmodul 7, 13 hineinreichen.
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Das
modulare Bausatzsystem zeichnet sich auch dadurch aus, dass dieses
auf aneinandergereihte Schaltschränke anwendbar ist.
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Wie
in den 3 und 4 dargestellt, ist zur Aneinanderreihung
von Schaltschränken
ein sogenanntes Schaltschrankverbindungsmodul 15 vorgesehen.
Das Schaltschrankverbindungsmodul 15 besteht aus einer
rahmenartigen Konstruktion mit einem umlaufenen Kühlluftführungskanal 16.
Dieser Kühlluftführungskanal 16 ist
durch eine Zwischenwandung 17 unterteilt, so dass ein Kühlluftstrom
in dem einen Schaltschrank 1 und der weitere Kühlluftstrom
in dem weiteren Schaltschrank zum jeweiligen Radiallüfter 6 geführt wird.
Das Schaltschrankverbindungsmodul 15 wird mittels der Zwischenwandung 17 unmittelbar
auf das jeweilige Gehäuse 2 des
entsprechenden Schaltschranks 1 montiert. Zusätzlich ist
auf der zur Front- und Rückseite
hinweisenden Seite des Schaltschrankverbindungsmoduls 15 ein
in 3 dargestelltes Abschlussblech 18 vorgesehen, das
vorzugsweise ebenfalls mit Lüftungsschlitzen 10, wie
sie bereits beschrieben worden sind, ausgestattet sind.
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In 5 ist
eine Seitenansicht auf eine Ausführungsform
eines Schaltschranks 1 dargestellt, der eine Vielzahl der
zuvor beschriebenen Module beinhaltet. Zusätzlich weist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
die Tür 3 auf
ihrer Oberseite 19 in den Bereich der Tür 3 als auch das Gehäuse 2 Luftdurchtrittsöffnungen 20 auf,
um zu gewährleisten, dass
die unten eintretende Kühlluft
ungehindert nach oben in Richtung des Radiallüfters 6 transportiert werden
kann. Die Wand 4 ist auf die Türlochschienen bzw. auf dem
Verstärkungsrahmen
befestigt.
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Die
vorstehend beschriebenen Module können einzeln oder auch zusammen
in bereits bestehende und neu aufgebaute Schaltschränke eingesetzt
werden. Mit den einzelnen Modulen wird der Gedanke verfolgt, abhängig von
den einzelnen Randbedingungen, die durch den Einsatz eines solchen
Schaltschranks auferlegt werden, modular in Form eines Bausatzes
die entsprechenden Module zusammenzusetzen.