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Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät mit integrierter Eigendämpfung aufweisend ein Gehäuse mit einer Oberseite, einer Unterseite und vier Seitenwänden, wobei an der zur Montageplatte ausgerichteten Unterseite Auflagepunkte angeordnet sind.
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Schaltgeräte, insbesondere Leistungsschalter, müssen auch bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen ihre Schutzfunktion erfüllen. Zum Nachweis dieser Funktionen müssen die Leistungsschalter zusätzlich, wenn diese eine Schiffsbauzulassung erhalten sollen, nach der Schiffsbau-Norm SN27095 typgeprüft werden. Um diese Grenzbelastung gewährleisten zu können, ist es notwendig, dass bei der Schwingungsanregung die Eigenfrequenz des Leistungsschalters nicht erreicht werden, um Beschädigungen auf Grund von Resonanzen zu vermeiden.
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In der geforderten Norm SN27095 wird die Typprüfung bei einem Frequenzband von 2 bis 100Hz mit einer Anregebeschleunigung von 7m/s2 bei 0,05 Zyklen durchlaufen. Es werden die Überhöhungen am Leistungsschalter im Frequenzband überprüft. Dabei darf eine Überhöhung > 70m/s2 nicht überschritten werden. Besonders kritisch ist das Prüfen bei diesem Frequenzband, wenn die Überhöhung bei > 14m/s2 liegt. Dann muss die Eigenfrequenz des Prüflings auch über 100Hz ermittelt werden. Diese muss dann ebenfalls unter 70m/s2 bleiben.
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Bisher war das Gewicht des Leistungsschalters dieser Bauform so gering, dass eine Dämpfung des Leistungsschalters, um eine mögliche Schwingungsanregung zu kompensieren, nicht notwendig war. Man erreichte also bei der durch die Norm SN27095 geforderten Schwingungs- und Schockanalyse nicht die kritische Eigenfrequenz des Leistungsschalters.
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Durch die jetzt geforderten höheren Gerätebemessungswerte mit einem zu führenden Nennstrom von 80A, musste auch das Gewicht des Leistungsschalters in Form von größer dimensionierten Strombahnen erhöht werden. Auf Grund des größeren Gewichts des Leistungsschalters wurden automatisch auch die Eigenfrequenzen des Leistungsschalters gesenkt. Bei der Schwingungs- und Schockanalyse können nun diese Eigenfrequenzen des Leistungsschalters erreicht werden. Dies führt zu Resonanzen, die ein nicht Bestehen der Prüfung beziehungsweise einen Ausfall des Leistungsschalters hervorrufen können. Auf Grund des hohen Nennstroms (IN = 80A) und des Kurzschlussschaltvermögens (ICU = 100kA) des Leistungsschalters mussten sämtliche Teile, wie zum Beispiel die Strombahnen, die Spule und die Kunststoffteile verstärkt werden. Damit war eine Gewichtszunahme des Leistungsschalters verbunden. Diese Gewichtserhöhung hat zur Folge, dass die Eigenfrequenz des Leistungsschalters gesenkt wurde. Diese Eigenfrequenzen können nun bei der durch die Norm SN27095 vorgeschriebenen Schwingungs- und Schockanalyse erreicht werden, womit ein Ausfall des Gerätes verbunden sein kann.
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Für die bisherigen Leistungsschalter dieser Baureihe wurde eine 3-Punkt-Auflage für das Unterteil auf der Montageplatte gewählt, da man sich davon die stabilste Fixierung des Leistungsschalters versprach. Durch die ungünstige Verteilung der drei Auflagepunkte und durch Nachgiebigkeiten des Kunststoffes des Unterteils schaukelte sich der Leistungsschalter nach der Gewichtserhöhung bei der Anregung in X-Richtung, also senkrecht zur Baurichtung des Leistungsschalters, so sehr auf, dass die Schwingungs- und Schockprüfung nicht bestanden werden konnte.
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Demgemäß besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Schaltgerät mit einer Dämpfung für ein höheres Schaltvermögen zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schaltgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Schaltgerät mit integrierter Eigendämpfung gelöst, aufweisend ein Gehäuse mit einer Oberseite, einer Unterseite und vier Seitenwänden, wobei an der zur Montageplatte ausgerichteten Unterseite Auflagepunkte angeordnet sind. Die Erfindung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass vier Auflagepunkte an der Unterseite angeordnet sind.
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Durch die 4-Punkt-Auflage wird verhindert, dass das gewichtsoptimierte Schaltgerät bei Schwingungsanregung in X-Richtung zu kippeln beginnt. Diese Auflagepunkte sind dabei an der Unterkante der Unterseite des Schaltgeräts angeordnet.
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In einer weiteren speziellen Fortführung des erfindungsgemäßen Konzepts kann es vorgesehen sein, dass in den Seitenwänden über den jeweiligen Auflagepunkten Dämpfungsschlitze angeordnet sind. Die Dämpfungsschlitze ergänzen die Auflagepunkte hinsichtlich der Dämpfung und verhindern, dass das Schaltgerät kippelt. Dadurch ist das Schaltgerät sicher und stabil fixiert, da die gedämpften Auflagepunkte Unebenheiten und Toleranzschwankungen ausgleichen. Die Gewichtsoptimierung und die damit verbundenen gesenkten Eigenfrequenzen stellen auf Grund der integrierten Dämpfung kein Problem mehr für das Schaltgerät dar. Die Dämpfungsschlitze stellen eine Art Kunststofffeder dar, um zu gewährleisten, dass die Auflagepunkte Unebenheiten und Toleranzungenauigkeiten ausgleichen. Es ist somit sichergestellt, dass das Schaltgerät immer an vier Punkten komplett auf der Montageplatte aufliegt.
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Eine erfindungsgemäße Weiterführung des Konzepts kann darin bestehen, dass jeweils zwei Auflagepunkte an sich gegenüberliegenden Seitenwänden des Gehäuses sich gegenüberliegend angeordnet sind. Diese Anordnung der Auflagepunkte führt zu einer sehr stabilen Positionierung des Schaltgeräts auf der Montageplatte. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Auflagepunkte als Vorsprünge an der Unterkante der Unterseite des Gehäuses angeordnet sind. Die Auflagepunkte haben somit einen direkten Kontakt zur Montageplatte und tragen somit zu einer optimalen Dämpfung bei.
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In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die integrierte Eigendämpfung des Schaltgeräts in Form der 4 Auflagepunkte und der Dämpfungsschlitze für eine Grenzbelastung gemäß der Norm SN27095 mit den Merkmalen:
- – Frequenzband 2 bis 100Hz,
- – Anregebeschleunigung 7m/s2 bei 0,5 Zyklen und
- – Überhöhung < 70m/s2 ausgebildet ist.
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Zur Erreichung dieser Normvorgabe dient das Zusammenspiel aus Auflagepunkten und Dämpfungsschlitzen.
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Es kann erfindungsgemäß außerdem vorgesehen sein, dass das Schaltgerät ein Leistungsschalter ist.
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Das erfindungsgemäße Schaltgerät mit integrierter Eigendämpfung ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet und weist ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil auf. Das Gehäuse für das Unterteil umfasst eine Oberseite, eine Unterseite und vier Seitenwände. Das Gehäuse ist nach oben in Richtung Oberseite offen ausgebildet, also ohne Abdeckung. Der Gehäuseinnenraum des Unterteils ist vorzugsweise in drei Kammern unterteilt. An der zur Montageplatte ausgerichteten Unterseite des Gehäuses sind vier Auflagepunkte angeordnet, wobei vorzugsweise jeweils zwei Auflagepunkte an sich gegenüberliegenden Seitenwänden des Gehäuses, die parallel zueinander ausgerichtet sind, sich gegenüberliegend angeordnet sind. Die vier Auflagepunkte sind vorzugsweise als Vorsprünge an der Unterkante der Unterseite des Gehäuses angeordnet. Jeweils oberhalb eines Auflagepunktes ist in der Seitenwand ein Dämpfungsschlitz angeordnet.
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Das erfindungsgemäße Schaltgerät mit integrierter Eigendämpfung zeichnet sich dadurch aus, dass die 4-Punkt-Auflage verhindert, dass das schwerer gewordene Gerät bei Schwingungsanregung in X-Richtung zu kippeln beginnt. Damit allerdings diese 4-Punkt-Auflage nicht überbestimmt ist, werden oberhalb der Auflagepunkte Dämpfungsschlitze im Unterteil positioniert als eine Art Kunststofffeder, um zu gewährleisten, dass diese Auflageform Unebenheiten und Toleranzungenauigkeiten ausgleichen kann. Es ist also sichergestellt, dass das Gerät immer an vier Punkten komplett auf der Montageplatte aufliegt. Zudem wird das Schaltgerät durch diese Schlitze im Unterteil effektiv gedämpft, so dass eine Zerstörung des Schaltgeräts auf Grund von Resonanzen ausgeschlossen werden kann. Zudem ist von Vorteil, dass von den üblichen Montagevorgängen nicht abgewichen werden muss. Des Weiteren benötigt man kein zusätzliches Teil, um das Schaltgerät zu dämpfen. Die Dämpfung ist im unteren Gehäuseteil integriert.
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Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigen schematisch:
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1 in einer perspektivischen Darstellung seitlich von oben ein Gehäuseunterteil eines Schaltgeräts aus dem Stand der Technik;
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2 in einer perspektivischen Darstellung seitlich von unten ein Gehäuseunterteil eines Schaltgeräts aus dem Stand der Technik;
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3 in einer perspektivischen Darstellung seitlich von unten ein Gehäuseunterteil eines erfindungsgemäßen Schaltgeräts.
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1 zeigt ein Gehäuseunterteil eines Schaltgeräts aus dem Stand der Technik. Das Gehäuse weist eine Oberseite 1, eine Unterseite 2 und vier Seitenwände 3, 4, 5, 6 auf. Das Gehäuse ist nach oben in Richtung der Oberseite 1 offen ausgebildet, also ohne Abdeckung. Der Gehäuseinnenraum des Unterteils ist vorzugsweise in drei Kammern unterteilt.
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In 2 ist die Gehäuseunterseite des Schaltgeräts aus dem Stand der Technik dargestellt. An der zur Montageplatte ausgerichteten Unterseite 2 des Gehäuses sind drei Auflagepunkte 7 angeordnet, wobei zwei dieser Auflagepunkte 7 an sich gegenüberliegenden Seitenwänden sich gegenüberliegend angeordnet sind und der dritte Auflagepunkt 7 an einer die beiden Seitenwände verbindenden Seitenwand angeordnet ist.
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In 3 ist ein erfindungsgemäßes Schaltgerät dargestellt. Das erfindungsgemäße Schaltgerät mit integrierter Eigendämpfung ist ebenfalls vorzugsweise zweiteilig ausgebildet und weist ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil auf. Das Gehäuse des Unterteils umfasst eine Oberseite 1, eine Unterseite 2 und vier Seitenwände 3, 4, 5, 6. Das Gehäuse ist nach oben in Richtung der Oberseite 1 offen ausgebildet, also ohne Abdeckung. Der Gehäuseinnenraum des Unterteils ist vorzugsweise in drei Kammern unterteilt. An der zur Montageplatte ausgerichteten Unterseite 2 des Gehäuses sind vier Auflagepunkte 8 angeordnet, wobei vorzugsweise jeweils zwei Auflagepunkte 8 an sich gegenüberliegenden Seitenwänden 3, 5 des Gehäuses, die parallel zueinander ausgerichtet sind, sich gegenüberliegend angeordnet sind. Die vier Auflagepunkte 8 sind vorzugsweise als Vorsprünge an der Unterkante der Unterseite 2 des Gehäuses angeordnet. Jeweils oberhalb eines Auflagepunktes 8 ist in den Seitenwänden 3, 5 ein Dämpfungsschlitz 9 ausgebildet.
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Das erfindungsgemäße Schaltgerät mit integrierter Eigendämpfung zeichnet sich dadurch aus, dass die 4-Punkt-Auflage verhindert, dass das schwerer gewordene Gerät bei Schwingungsanregung in X-Richtung zu kippeln beginnt. Damit allerdings diese 4-Punkt-Auflage nicht überbestimmt ist, werden oberhalb der Auflagepunkte Dämpfungsschlitze im Unterteil positioniert als eine Art Kunststofffeder, um zu gewährleisten, dass diese Auflageform Unebenheiten und Toleranzungenauigkeiten ausgleichen kann. Es ist also sichergestellt, dass das Gerät immer an vier Punkten komplett auf der Montageplatte aufliegt. Zudem wird das Schaltgerät durch diese Schlitze im Unterteil effektiv gedämpft, so dass eine Zerstörung des Schaltgeräts auf Grund von Resonanzen ausgeschlossen werden kann. Zudem ist von Vorteil, dass von den üblichen Montagevorgängen nicht abgewichen werden muss. Des Weiteren benötigt man kein zusätzliches Teil, um das Schaltgerät zu dämpfen. Die Dämpfung ist im unteren Gehäuseteil integriert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Oberseite
- 2
- Unterseite
- 3
- Seitenwand
- 4
- Seitenwand
- 5
- Seitenwand
- 6
- Seitenwand
- 7
- Auflagepunkt
- 8
- Auflagepunkt
- 9
- Dämpfungsschlitz
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Schiffsbau-Norm SN27095 [0002]
- Norm SN27095 [0003]
- Norm SN27095 [0004]
- Norm SN27095 [0005]
- Norm SN27095 [0013]
