DE102008027757A1

DE102008027757A1 - Umrichter-Einbaugerät

Info

Publication number: DE102008027757A1
Application number: DE200810027757
Authority: DE
Inventors: Florian Geldner; Michael Newman; Jürgen Wagner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-06-11
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2009-11-05

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umrichter-Einbaugerät in einem Schaltschrank mit einem Gehäuse (2), dessen Rückwand mit einem Kühlkörper versehen ist, und mit zwei Montagemitteln (6), die derart beidseitig des Kühlkörpers zwischen Gehäuserückwand und einer Rückwand (4) des Schaltschranks angeordnet sind, dass ein Kühlkanal zwischen Gehäuserückwand mit Kühlkörper und Rückwand (4) des Schaltschranks gebildet ist. Erfindungsgemäß ist dieser gebildete Kühlkanal unterhalb und oberhalb jeweils mit einer Abdeckkappe (8, 10) verschlossen, und ist die Rückwand (4) des Schaltschranks jeweils im Bereich (16, 18) einer Abdeckkappe (8, 10) mit einer Vi ein Bypass für eine Umgebungsluft, die über einen Kühlkörper des Umrichter-Einbaugeräts im Inneren eines Schaltschranks geführt wird, wodurch die Abwärme des Umrichter-Einbaugeräts mittels dieser bygepassten Umgebungsluft aus dem nicht mehr ins Innere dieses Schaltschranks geführt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umrichter-Einbaugerät zum Einbau in einem Schaltschrank mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein gattungsgemäßes Umrichter-Einbaugerät ist aus dem Siemens-Katalog D 11.1 mit der Bezeichnung "SINAMICS G110, SINAMICS G120 Umrichter-Einbaugeräte; SINAMICS G120D Dezentrale Frequenzumrichter" aus dem Jahr 2008, insbesondere dem Kapitel 3, bekannt. Ein derartiges Umrichter-Einbaugerät wird an eine Rückwand eines Schaltschranks montiert. Dazu weist dieses Umrichter-Einbaugerät Montagemittel auf. Im montierten Zustand des Umrichter-Einbaugeräts bilden diese Montagemittel zusammen mit der Rückwand des Schaltschranks einen Kühlkanal für das Kühlmittel Luft. Dadurch verbessert sich die Entwärmung des an der Geräterückwand befindlichen Kühlkörpers des Umrichter-Einbaugeräts.
Der Einbau von Umrichter-Einbaugeräten in Schaltschränken verursacht oftmals Entwärmungsprobleme des Schaltschranks. Aufwändige Kühlgeräte, zusätzliche Lüfter mit Filtermatten oder eine entsprechend voluminöse Auslegung des Schaltschranks sorgen auf Kundenseite für hohe Kosten oder Einschränkungen im Design des Schaltschranks. Dadurch wird die Projektierung des Schaltschranks sehr aufwändig und teuer.
Neben dieser Entwärmung des Kühlkörpers des Umrichter-Einbaugeräts im Schaltschrank existieren noch weitere Entwärmungsmethoden. Eine weitere Entwärmungsmethode besteht darin, dass in die Rückwand des Schaltschranks eine Ausnehmung geschnitten ist, die so groß ausfällt, dass der Kühlkörper des Umrichter-Einbaugeräts aus diesem herausragt. Das heißt, die Gehäuserückwand ist direkt auf der Rückwand des Schaltschranks montiert. Diese Ausführungsform wird auch als Durchstecktechnik (push through) bezeichnet. Ein derartiger Schaltschrank kann dann aber nicht mehr an eine Wand einer Fabrikhalle gestellt werden. Nachteilig wirkt sich bei der Durchstecktechnik aus, dass die rechteckige Ausnehmung passend zu den Abmessungen des Kühlkörpers des Umrichter-Einbaugeräts erstellt werden muss. Die Herstellung einer derartigen Ausnehmung ist aufwändig und damit kostenintensiv.
Außerdem muss für jede Montagevariante ein unterschiedlicher Gehäusetyp vorgesehen sein. Die Bereitstellung unterschiedlicher Gehäusetypen ist kostenmäßig nicht zu vernachlässigen. Außerdem ist eine spätere Umrüstung eines Umrichter-Einbaugeräts auf eine andere Montagevariante nicht ohne vertretbaren Aufwand möglich.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Umrichter-Einbaugerät in einem Schaltschrank derart weiterzubilden, dass der Schaltschrank nicht mehr entwärmt werden muss.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.
Mittels einer unteren und einer oberen Abdeckkappe und vorhandener Bohrungen in der Rückwand des Schaltschranks im Bereich dieser Abdeckkappen wird die Wärme des Umrichter-Einbaugeräts über den Kühlkörper aus dem Schaltschrank abgeführt. Dadurch muss der Schaltschrank nicht mehr entwärmt werden. Das heißt, es werden keine aufwändigen Kühlgeräte, keine zusätzlichen Lüfter mit Filtermatten und keine entsprechend voluminöse Auslegung des Schaltschranks mehr benötigt.
Die Kühlluft, die über die Kühlrippen des an der Gehäuserückwand des Umrichter-Einbaugeräts angeordneten Kühlkörpers strömt, wird von der dem Schaltschrank umgebenden Luft durch die Bohrung und mittels der Abdeckkappen angesaugt und mittels einer Abdeckkappe und zugehörigen Bohrungen in der Rückwand des Schaltschranks wieder an diese Umgebungsluft abgegeben. Mittels der Abdeckkappen mit zugehörigen Bohrungen ist ein Bypass für die Umgebungsluft über den Kühlkörper des Umrichter-Einbaugeräts geschaffen worden, wodurch das im Schaltschrank eingebaute Umrichter-Einbaugerät entwärmt werden kann, ohne dass der Innenraum des Schaltschranks mit der Abwärme des Umrichter-Einbaugeräts belastet wird.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Umrichter-Einbaugeräts in einem Schaltschrank schematisch veranschaulicht ist.
1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Umrichter-Einbaugeräts nach der Erfindung, eingebaut in einen Schaltschrank mit Blick auf das Umrichter-Einbaugerät, wobei in der
2 die perspektivische Darstellung gemäß 1 mit Blick auf eine Außenseite einer mit einem erfindungsgemäßen Umrichter-Einbaugerät versehenen Rückwand eines Schaltschranks dargestellt ist.
Gemäß 1 sind mit 2 ein Gehäuse eines Umrichter-Einbaugeräts, mit 4 eine Rückwand eines Schaltschranks, mit 6 ein Montagemittel, mit 8 eine untere Abdeckkappe und mit 10 eine obere Abdeckkappe bezeichnet. Das Umrichter-Einbaugerät entspricht einem Umrichter-Einbaugerät des eingangs genannten Katalogs. Gemäß diesem Katalog weist ein derartiges Umrichter-Einbaugerät einen Leistungsteil, der in dem Gehäuse 2 untergebracht ist, und eine Steuereinrichtung 12 auf, die auf das Gehäuse 2 gesteckt ist. Die Montagemittel 6 sind beidseitig eines Kühlkörpers an einer Rückwand des Umrichter-Einbaugeräts derart angeordnet, dass dadurch einerseits das Gehäuse 2 des Umrichter-Einbaugeräts mit der Rückwand 4 eines Schaltschranks mechanisch verbunden ist, und andererseits ein Kühlkanal gebildet ist, in dem der Kühlkörper des Umrichter-Einbaugeräts angeordnet ist. Dieser so gebildete Kühlkanal ist beidseitig jeweils mittels der unteren und oberen Abdeckkappe 8 und 10 zum Innenraum eines Schaltschranks verschlossen. Diese Abdeckkappen 8 und 10 sind mit der Rückwand 4 eines Schaltschranks lösbar befestigt. Soll der Schaltschrank in einer vorbestimmten Schutzart, beispielsweise IP54 oder IP41, ausgeführt sein, so sind zwischen jeweils einer Abdeckkappe 8 und 10 und der Rückwand 4 des Schaltschranks jeweils eine Dichtung angeordnet. Die genauen Beschreibungen dieser Schutzarten sind der DIN 40050 zu entnehmen.
In der Ausführungsform gemäß 1 sind die Abdeckkappen 8 und 10 in Strömungsrichtung einer Kühlluft bogenförmig ausgebildet. Außerdem sind in dieser Ausführungsform jede Abdeckkappe 8 und 10 mit dem Gehäuse 2 und dem Montagemittel 6 verrastbar und mittels eines Befestigungsflansches 14 mit der Rückwand 4 eines Schaltschranks lösbar verbunden. Da mittels dieser Abdeckkappen 8 und 10 eine Umgebungsluft, die durch Bohrungen 20 in der Rückwand 4 des Schaltschrankes in bzw. aus diesem Schaltschrank gelangt, zum Kühlkörper des Umrichter-Einbaugerätes geleitet wird, kann die Abdeckkappe 8 bzw. 10 auch als Leitkappe bzw. als Kühlluft-Leitkappe bezeichnet werden.
Gemäß der 2, die die Ausführungsform gemäß 1 ebenfalls perspektivisch darstellt, jedoch mit einem Blick, der auf eine Außenseite der Rückwand 4 eines Schaltschrankes gerichtet ist. Wegen der Übersichtlichkeit ist in den 1 und 2 von der Rückwand 4 nur ein Ausschnitt dargestellt. In 2 ist zu erkennen, dass im Bereich 16 und 18 der unteren und oberen Abdeckkappe 8 und 10 dieser Rückwand 4 eine Vielzahl von Bohrungen 20 angeordnet sind. Diese Bohrungen 20 sind jeweils zweireihig und zueinander versetzt angeordnet. In Abhängigkeit der Anzahl der Bohrungen 20, deren Durchmesser und deren Anordnung im Bereich 16 bzw. 18 einer Abdeckkappe 8 bzw. 10 erhält man jeweils eine Öffnung in der Rückwand 4 eines Schaltschranks, die annähernd der Fläche des Bereichs 16 bzw. 18 entspricht, die jedoch gegenüber einem rechteckigen Ausschnitt einfacher hergestellt werden kann.
Mittels der beiden Abdeckkappen 8 und 10 und der Bohrungen 20 in den Bereichen 16 und 18 der Rückwand 4 eines Schaltschranks erhält man für eine Umgebungsluft des Schaltschranks einen Bypass, der über den Kühlkörper des Umrichter-Einbaugeräts im Inneren eines Schaltschranks geführt wird. Somit gelangt die Abwärme des Umrichter-Einbaugeräts nicht mehr ins Innere des Schaltschranks. Dadurch muss dieser Schaltschrank auch nicht mehr aufwändig entwärmt werden, so dass mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung von Umrichter-Einbaugerät und Rückwand 4 eines Schaltschranks, in dem das Umrichter-Einbaugerät montiert ist, die Entwärmung des Umrichter-Einbaugeräts verbessert wird, jedoch nicht zu Lasten der Entwärmung des Schaltschranks.
Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung des Umrichter-Einbaugeräts und Rückwand 4 eines Schaltschranks, in dem dieses Umrichter-Einbaugerät montiert ist, entfällt die Entwärmung des Schaltschranks, wodurch dieser gegenüber der bekannten Ausführungsform kostengünstiger ausfällt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Siemens-Katalog D 11.1 mit der Bezeichnung ”SINAMICS G110, SINAMICS G120 Umrichter-Einbaugeräte; SINAMICS G120D Dezentrale Frequenzumrichter” aus dem Jahr 2008, insbesondere dem Kapitel 3 [0002]
- DIN 40050 [0014]

Claims

Umrichter-Einbaugerät in einem Schaltschrank mit einem Gehäuse (2), dessen Rückwand mit einem Kühlkörper versehen ist, und mit zwei Montagemitteln (6), die derart beidseitig des Kühlkörpers zwischen Gehäuserückwand und einer Rückwand (4) des Schaltschranks angeordnet sind, dass ein Kühlkanal zwischen Gehäuserückwand mit Kühlkörper und Rückwand (4) des Schaltschranks gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieser gebildete Kühlkanal unterhalb und oberhalb jeweils mit einer Abdeckkappe (8, 10) verschlossen ist, und dass die Rückwand (4) des Schaltschranks jeweils im Bereich (16, 18) einer Abdeckkappe (8, 10) mit einer Vielzahl von Bohrungen (20) versehen ist.
Umrichter-Einbaugerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckkappe (8, 10) in Strömungsrichtung einer Kühlluft bogenförmig ausgebildet ist.
Umrichter-Einbaugerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckkappe (8, 10) an wenigstens einer Seiten mit einem Befestigungsflansch (14) versehen ist.
Umrichter-Einbaugerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckkappe (8, 10) mit dem Montagemittel (6) verrastbar ist.
Umrichter-Einbaugerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckkappe (8, 10) mit der Gehäuserückwand verrastbar ist.
Umrichter-Einbaugerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Abdeckkappe (8, 10) und Rückwand (4) des Schaltschranks eine Dichtung angeordnet ist.
Umrichter-Einbaugerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (20) im Bereich (16, 18) einer jeden Abdeckkappe (8, 10) in wenigstens zwei Reihen gegeneinander versetzt angeordnet sind.
Umrichter-Einbaugerät nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckkappe (8, 10) aus einem thermisch isolierenden Material besteht.
Umrichter-Einbaugerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckkappe (8, 10) als Kunststoffspritzteil ausgebildet ist.