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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaltschrank mit seitlichen sowie vorder- und rückseitigen Verkleidungsteilen einschließlich mindestens einer Tür sowie einer Dachabdeckung, die einen Lüfterträger mit Lüfterausschnitten und eingebauten Lüftern zum Ansaugen von Warmluft aus dem Schrankinnenraum und Abführen derselben über eine Kanalanordnung zwischen dem Lüfterträger und einem plattenförmigen oberen Abdeckelement nach außen durch Öffnungen in dem umfangsseitigen Randbereich der Dachabdeckung aufweist, und mit einer Schalldämmvorrichtung, die als in die Dachabdeckung oberhalb der Lüfter integrierte Schalldämpfereinheit ausgebildet ist.
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Ein Schaltschrank dieser Art mit Verkleidungsteilen und einer Dachabdeckung ist in der
DE 297 18 687 U1 angegeben. Die Dachabdeckung weist einen Innendeckel und einen Außendeckel auf, die einen Zwischenraum umgeben, in dem mindestens ein Lüfter angeordnet ist. Der Lüfter ist auf passenden Ausschnitten des Innendeckels montiert, und der Außendeckel weist an den Seiten und/oder der Rückseite Schlitze zum Ausblasen der Abluft auf. In dem Zwischenraum, insbesondere an der Unterseite des demontierbaren Außendeckels, ist zur Schalldämpfung Schalldämmmaterial montiert.
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Ein weiterer Schaltschrank ist in der
DE 299 08 953 U1 angegeben. Bei diesem Schaltschrank, der umfangsseitig abnehmbare Verkleidungsteile, nämlich Seitenwandelemente, mindestens eine Tür und ein Rückwandelement aufweist und auf seiner Oberseite mit einer Dachabdeckung abgeschlossen ist, in welcher Ausschnitte für Lüfter angeordnet sind, sind Zuluftkanäle und Abluftkanäle für Kühlluft sowie Eckbereiche des Innenraums schallschluckend ausgekleidet. Derart ausgekleidete Kanäle und Innenraumbereiche können hinderlich sein für die Anordnung von Einbaukomponenten in dem Schaltschrank, wobei auch die Führung der Kühlluft im Innenraum beeinträchtigt sein kann.
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In der
DE 94 06 462 U1 ist ein schallreduzierter Schrank gezeigt, bei dem die Wände aus Schalldämmelementen in Form von Schichtplatten oder Wellplatten hergestellt sind. Dieser Wandaufbau ist relativ aufwändig bei der Herstellung, womit auch Nachteile bei der Anpassung an unterschiedliche Schrankabmessungen verbunden sind, da z. B. Abkantungen nicht einfach möglich sind.
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Bei einem in der
WO 2007/099542 A2 gezeigten Schaltschrank sind relativ aufwändige Luftführungen durch Server-Einschübe gebildet, wobei Lüfter in vertikalen Schrankteilen eingebaut sind und auch eine aktiv gesteuerte Schalldämmung vorgeschlagen ist. Häufig bestehen jedoch Anwendungsfälle für Schaltschränke, für die derartige Maßnahmen der Schalldämmung wegen der damit verbundenen Installationsmaßnahmen im Schaltschrankinnenraum ungünstig sind.
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Die
DE 31 10 237 A1 zeigt ein schalldämmendes Halterungselement zur Anbringung von Installationsteilen, wie z. B. Leitungen, Lüftungskanälen oder ähnlichen Installationen, insbesondere in Bauwerken zur Reduzierung der Installationsgeräusche. Das Halterungselement weist dabei ein schalldämmendes Material auf.
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Die
DE 197 14 856 C2 zeigt eine Ventilatorkühleinrichtung mit mehreren Lüftern, die unterschiedlich ansteuerbar sind, um auch eine Geräuschminderung zu erzielen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltschrank bereit zu stellen, der mit möglichst wenig Aufwand eine wirkungsvolle Schalldämmung ergibt, wobei der Schaltschrank in seinen Einsatzmöglichkeiten möglichst uneingeschränkt sein soll.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 2 gelöst. Hierbei ist zum einen vorgesehen, dass die Lüfterausschnitte und zugeordneten Lüfter in Reihen mit jeweils mehreren Lüftern angeordnet sind, dass die Schalldämpfereinheit mehrere den Lüftern jeweils zugeordnete Strömungskanäle aufweist, welche in dem umfangsseitigen Randbereich der Dachabdeckung münden, wobei die Schalldämpfereinheit zum Bilden der Strömungskanäle auf der Oberseite des Lüfterträgers aufgesetzte, nach oben über die Ebene des Lüfterträgers vorstehende Rippen aufweist, die die Lüfterausschnitte bis auf eine jeweilige zum umfangsseitigen Randbereich der Dachabdeckungen führende Kanalöffnung umgeben und die zum einen mittels in Richtung der Luftströmung verlaufender Leitstege und zum anderen mittels quer zur Luftströmung zwischen den Reihen der Lüftergruppen verlaufender Querstege gebildet sind, und dass die Rippen auf ihrer Oberseite von dem oberen Abdeckelement abgedeckt sind, das die zum umfangsseitigen Randbereich führenden Strömungskanäle nach oben abschließt.
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Zum anderen ist vorgesehen, dass die Schalldämpfereinheit mehrere den Lüftern jeweils zugeordnete Strömungskanäle aufweist, welche in dem umfangsseitigen Randbereich der Dachabdeckung münden, wobei die Dachabdeckung eine mehrschichtige Anordnung von randseitig mündenden Strömungskanälen aufweist und die Schichten jeweils Lüftergruppen mit jeweils mehreren Lüftern zugeordnet sind, und dass die Schichten jeweils mit einem Abdeckelement abgedeckt sind, wobei die obere Schicht der Strömungskanäle auf der Oberseite vollständig mit dem oberen Abdeckelement abgeschlossen ist, während dazwischen liegende Abdeckelemente mit Aussparungen versehen sind, über die der mindestens eine Strömungskanal der über diesem Abdeckelement liegenden Schicht mit der zugeordneten Lüftergruppe in Strömungsverbindung steht, wobei die Lüfter dieser Lüftergruppe in der untersten Schicht von Rippen seitlich vollständig umgeben sind.
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Mittels der in die Dachabdeckung integrierten Schalldämpfereinheit bleibt die Kühlfunktion des Schaltschranks weitgehend uneingeschränkt und auch der Schaltschrankinnenraum ist für vielfältige Einsatzzwecke nutzbar, wobei eine wesentliche Schallreduzierung erreicht wird.
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Für den Aufbau sind dabei die Maßnahmen von Vorteil, dass der Lüfterträger plattenförmig ausgebildet ist und mit seinem umlaufenden Rand an einem oberen umlaufenden Rahmen des Schaltschrankes angebracht ist und dass die Lüfter in die in dem Lüfterträger angeordnete, an den Querschnitt des Lüftergehäuses angepasste Lüfterausschnitte eingesetzt sind.
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Zu einer deutlichen Lärmreduzierung tragen in diesem Zusammenhang die Maßnahmen bei, dass die Lüfter mit ihrem Lüftergehäuse unter Zwischenfügung eines elastischen Dämmteils mit Dämpfungseigenschaft zur Isolierung von Schallschwingungen an dem Lüfterträger angebracht sind.
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Ferner tragen zur Geräuschminderung die Maßnahmen bei, dass Lüfter unterschiedlicher Resonanzfrequenz eingesetzt sind und/oder dass die Lüfter mit unterschiedlicher Drehzahl mittels unterschiedlicher elektrischer Ansteuerung betrieben werden.
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Weiterhin wird eine Geräuschminderung dadurch erreicht, dass Lüfter mit unterschiedlich angeordneten oder ausgebildeten Schaufeln eingesetzt sind.
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Eine wirkungsvolle Schalldämpfung ergibt sich dadurch, dass die Warmluft durch die Lüfter nach oben befördert und mittels der Schalldämpfereinheit mindestens einmal umgelenkt wird.
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Weitere vorteilhafte Maßnahmen bestehen darin, dass die Leitstege und die Querstege zu einem zusammenhängenden Zwischenteil einstückig miteinander verbunden sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung eines mit abnehmbaren Seitenwänden und einer Dachabdeckung mit abnehmbaren Abdeckelementen versehenen Schaltschranks,
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2 eine Detailansicht einer Lüfterbefestigung in der Dachabdeckung des Schaltschrankes,
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3A und 3B eine erste Schalldämpfereinheit in auseinander gezogener bzw. zusammengesetzter Darstellung,
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4A und 4B eine zweite Ausführungsform einer Schalldämpfereinheit in auseinander gezogener bzw. zusammengesetzter Darstellung,
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5 die Schalldämpfereinheit nach 3B mit eingezeichneter Luftströmung und
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6 die Schalldämpfereinheit nach 4B mit eingezeichneter Luftströmung sowie ergänzten Strömungskanälen und entferntem Abdeckelement.
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1 zeigt einen Schaltschrank 1 mit umfangsseitig an einem Rahmengestell 2 abnehmbar angebrachten vertikalen Verkleidungsteilen, nämlich zwei Seitenwandelementen 10, 11 einer frontseitigen Tür 12 und einem (nicht gezeigten) Rückwandelement, und einer auf der Oberseite des Schaltschranks 1 angeordneten, an einem oberen umlaufenden Rahmen des Rahmengestells 2 angebrachten Dachabdeckung. Bodenseitig ruht der Schaltschrank 1 auf einem Sockel 16, auf dem ein Bodenelement 17 angebracht ist. In dem Sockel 16 sind schlitzförmig ausgebildete Luftdurchtrittsöffnungen zum Eintritt von Kühlluft, die durch eine oder mehrere in dem Bodenelement 17 angeordnete Filtermatten in den Innenraum des Schaltschranks 1 einströmt, beim strömen in diesem angeordnete Einbaukomponenten kühlt und über in der Dachabdeckung 13 in Lüfterausschnitten 15.1 eines Lüfterträgers 15 eingebaute Lüfter angesaugt und auf der Oberseite nach außen geführt wird. Die Dachabdeckung ist auf ihrer Oberseite oberhalb der Lüfter von einem Abdeckelement 14 abgedeckt, wobei zwischen der Oberseite des oberen Rahmens und der Unterseite des Abdeckelementes 14 am umfangsseitigen Rand zumindest abschnittsweise ein Luftaustrittsspalt angeordnet ist. Zum Bilden des Luftaustrittsspalts sind Abstandshalter 30, und zwar Schraubbolzen und/oder Rippen vorgesehen, über die das Abdeckelement 14 mittels Befestigungsschrauben 31 an der Oberseite des oberen Rahmens befestigt ist.
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Die auf dem plattenförmigen Lüfterträger 15 mit ihren Lüftergehäusen angebrachten Lüfter 20 sind von dem Lüfterträger 15 entkoppelt, indem zwischen z. B. seitlich vorstehende Befestigungsabschnitte 21 des Filtergehäuses und der Oberseite des Lüfterträgers 15 elastisches Dämmmaterial 23 mit Schwingungsdämpfungseigenschaften, wie z. B. Zellgummielemente mit einer Stärke zwischen 2 und 5 mm, zwischengefügt ist (s. 2). Auch zwischen einem dem Lüfterträger 15 zugekehrten Gehäuserand der Lüfter 20 ist vorteilhafterweise ein derartiges Dämmmaterial zur Entkopplung von Schallschwingungen angeordnet. Ferner sind Befestigungselemente 22 über schwingungsisolierende Dämmmittel an dem Lüfterträger 15 angebracht.
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Mit den Dämmteilen aus dem Dämmmaterial 23 wird vermieden, dass der Körperschall von den Lüftern 20 in den Lüfterträger 15, insbesondere eine Blechplatte, eingeleitet wird, so dass sich bereits dadurch eine wesentliche Lärmminderung erreichen lässt.
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Zur weiteren Reduktion der Schallabstrahlung bzw. Lärmerzeugung ist die Dachabdeckung 13 mit einer Schalldämpfereinheit 40 versehen, mit der Strömungskanäle gebildet werden, mit denen die von den Lüftern ausströmende Luft umgeleitet und zum umfangsseitigen Rand der Dachabdeckung 13 geführt wird. Ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Schalldämpfereinheit 40 ist in den 3A, 3B und 5 gezeigt. Hierbei ist der plattenförmige Lüfterträger 42, beispielsweise eine Blechplatte, mit Lüfterausschnitten 42.1 zum Einsetzen der Lüfter versehen. Die Lüfterausschnitte 42.1 sind beispielsweise in zwei Reihen mit jeweils mehreren, vorliegend drei, Lüfterausschnitten 42.1 angeordnet. Auf der Oberseite des Lüfterträgers 42 sind nach oben vorstehende Rippen aufgebracht, die die Lüfterausschnitte 42.1 und eingesetzte Lüfter seitlich und zur Mitte hin umgeben und zu einer Randseite der Dachabdeckung 13 hin offen sind, so dass sich Strömungskanäle für die Luftströmung 45 ergeben, wie in 5 dargestellt. Die Rippen sind bei der Schalldämpfereinheit 40 nach den 3A und 3B von in Strömungsrichtung angeordneten Leitstegen 41.1 und einen jeweiligen in der Mitte zwischen den Lüfterausschnitten 42.1 angeordneten Quersteg gebildet, wobei die Leitstege 41.1 und die Querstege 41.3 als einstückiges Zwischenteil 41 integral zusammengefasst sind, das auf der Oberseite des Lüfterträgers 42 angebracht wird. Mit der in 3A und 3B gezeigten Ausbildung des Zwischenteils 41 und der Anordnung der Lüfterausschnitte 42.1 ergeben sich den Lüftern 20 jeweils zugeordnete Strömungskanäle, die an den parallel voneinander beabstandeten vorderen und rückwärtigen oder seitlichen Randseiten der Dachabdeckung mit ihren Kanalöffnungen 41.2 münden. Die beiden anderen Ränder der Dachabdeckung 13 werden im Bereich des Zwischenteils 41 von seitlichen Leitstegen 41.1 abgeschlossen.
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Während die Schalldämpfereinheit 40 nach den 3A, 3B und 5 mit einer einschichtigen Anordnung der Strömungskanäle gebildet ist, sind die Strömungskanäle bei dem Ausführungsbeispiel nach den 4A, 4B und 6 in zwei mittels eines zwischenliegenden Abdeckelements 43 getrennten, übereinander liegenden Schichten angeordnet. Die Lüfter 20 sind beispielhaft in einem Lüfterträger 42 mit entsprechend angeordneten Lüfterausschnitten 42.1 eingesetzt, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach den 3A, 3B und 5. Die Lüfter 20 sind in zwei Gruppen entsprechend den beiden Reihen der Lüfterausschnitte 42.1 aufgeteilt, wobei der ersten Gruppe der Lüfter Strömungskanäle in der ersten Schicht entsprechend dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel zugeordnet sind, während für die zweite Lüftergruppe ein gemeinsamer Strömungskanal (4A und 4B) oder den Lüftern jeweils zugeordnete Strömungskanäle in der zweiten (oberen) Schicht angeordnet sind und die Strömungskanäle beider Schichten auf derselben Randseite (hinten, seitlich oder vorn) der Dachabdeckung 13, jedoch in der Höhe versetzt münden. Hierzu sind die Lüfter 20 der zweiten Gruppe vollständig von Leitstegen 41.1 und Querstegen 41.3 umgeben und oberhalb der so gebildeten Durchtritte 41.4 ist in dem Zwischenteil 41' eine gemeinsame Aussparung 43.1 oder sind den jeweiligen Durchtritten 41.4 zugeordnete Aussparungen angeordnet, durch die die Luft von den Lüftern 20 der zweiten Gruppe nach oben in die zweite Schicht strömt, über die darin angeordneten Strömungskanäle umgeleitet wird und zu der offenen Randseite der Dachabdeckung 13 gelangt. Zum Bilden der Strömungskanäle in der zweiten Schicht ist auf der Oberseite des zwischenliegenden Abdeckelementes 43 eine die Strömungskanäle begrenzende Anordnung von Rippen aufgebracht, die ebenfalls in einem einstückigen Teil, dem Oberteil 44 zusammengefasst sind und auf der der Kanalöffnung gegenüberliegenden Seite von einer quer verlaufenden Randleiste 44.2 sowie in Strömungsrichtung von Seitenschenkeln 44.1 (bei dem Ausführungsbeispiel nach den 4A und 4B) und gegebenenfalls zusätzlichen Zwischenschenkeln 44.3 (bei dem Ausführungsbeispiel nach 6) gebildet sind. Auf der Oberseite sind die Strömungskanäle der zweiten Schicht vollständig von einem Abdeckelement 14 abgeschlossen. Wie die 4B und 6 erkennen lassen, bilden die vertikalen Außenseiten der Dachabdeckung 13 bis auf die Seite mit den Kanalöffnungen 41.2 eine Ebene, so dass die Dachabdeckung 13 mit der Schalldämpfereinheit 40 im Wesentlichen Quaderform besitzt und einfach auf der Oberseite des Schaltschranks 1 montiert werden kann. Entsprechend ist auch der Aufbau der Dachabdeckung 13 mit der einschichtigen Anordnung der Strömungskanäle gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den 3A, 3B und 5 quaderförmig, jedoch flacher ausgeführt.
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Um eine zusätzliche Schalldämmung zu erreichen, können die Innenflächen der Dachabdeckung 13 mit schalldämmendem Material ausgekleidet sein, soweit die Luftströmung 45 durch die Strömungskanäle nicht behindert wird. Auch eine entkopgelte Anbringung der gesamten Dachabdeckung 13 an dem Rahmengestell 2 und/oder der Schalldämpfereinheit 40 auf dem Lüfterträger 15 bzw. 42 mittels schwingungsdämpfender Verbindungselemente und/oder schallisolierender Zwischenlagen kann zur weiteren Schwingungsisolierung und Schallminderung verwendet werden.
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Als weitere Maßnahme zur Schallreduktion bzw. Geräuschminderung ist es vorteilhaft, Lüfter mit unterschiedlichen Resonanzkurven bzw. Frequenzgängen der Schallschwingungen einzusetzen. Zu diesem Zweck besitzen die Lüfter beispielsweise unterschiedlich geformte oder angeordnete Schaufeln und die Lüfter sind insgesamt geräuschoptimiert. Um hohe Schallemissionsspitzen zu vermeiden, werden die Lüfter bei unterschiedlichen Drehzahlen betrieben, wozu die elektrische Ansteuerung für die Lüfter unterschiedliche Ansteuersignale liefert. Auch können die genannten Maßnahmen in unterschiedlicher Kombination miteinander zur Geräuschreduzierung eingesetzt werden.
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Der Schaltschrank mit der in der beschriebenen Weise schalldämmend ausgebildeten Dachabdeckung 13 ergibt eine uneingeschränkte Nutzung seines Innenraumes für die Einsatzzwecke des Anwenders.
