DE10321022A1

DE10321022A1 - Schaltschrank für eine Tablettenpresse

Info

Publication number: DE10321022A1
Application number: DE2003121022
Authority: DE
Inventors: Jürgen Hinzpeter; Ingo Schmidt; Werner Seifert; Alexander Oldenburg
Original assignee: Fette GmbH
Current assignee: Fette GmbH
Priority date: 2003-05-10
Filing date: 2003-05-10
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-11
Also published as: DE10321022B4

Abstract

Schaltschrank für eine Tablettenpresse, in dem mehrere elektrische Komponenten und Bauteile, wie Leistungseinheiten einschließlich ihrer Steuerschaltungen, angeordnet sind, insbesondere für Hauptantrieb und Servoantriebe für die Tablettenpresse und ihre Peripheriegeräte, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite eines die elektrischen Komponenten und Bauteile aufnehmenden geschlossenen Gehäuses ein Belüftungskanal angeordnet ist, dessen Innenwand von einem Wandabschnitt des Gehäuses gebildet ist, dem Belüftungskanal ein Lüfter zugeordnet ist, der Außenluft über mindestens eine Eintrittsöffnung in den Belüftungskanal fördert, wobei die Luft über mindestens eine Austrittsöffnung entweicht und im Inneren des Gehäuses ein zweiter Lüfter angeordnet ist, der die Luft im Gehäuseinneren umwälzt, so daß sie zumindest teilweise an der Innenseite der Gehäusewand entlangstreicht, die den Belüftungskanal begrenzt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaltschrank für eine Tablettenpresse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zu einer Anlage zur Herstellung von Tabletten gehören neben der üblichen Rundläuferpresse weitere Teile und periphere Aggregate. Die wesentlichen elektrischen bzw. elektronischen Komponenten und Bauteile für die Steuerung und Regelung des Hauptantriebs der Presse und der Servoantriebe in der Presse und in peripheren Geräten sind in einem Schaltschrank zusammengefaßt, der über ein Kabel mit der Tablettenpresse verbunden ist. Weitere Teile der Anlage sind, wie erwähnt, Peripheriegeräte, wie z. B. Entstaubungsvorrichtung, Prüfvorrichtung usw., die über ein Klemmbord der Tablettenpresse mit dem Schaltschrank verbunden sind.

Die elektrischen Komponenten, insbesondere der Maschinenrechner und die Leistungseinheiten, erwärmen sich im Betrieb, und es ist erforderlich, für eine ausreichende Kühlung zu sorgen, um die Erwärmung zu begrenzen. Die Erwärmung begrenzt naturgemäß den Betriebsbereich der Gesamtanlage. Je geringer die Verlustwärme im Schaltschrank gehalten wird und je effektiver die Wärmeableitung aus dem Schaltschrank erfolgt, um so höher kann die Umgebungstemperatur sein. Die Verfügbarkeit der Gesamtanlage steigt daher mit der Beherrschung der Verlustwärme.

Schaltschränke für Tablettenpressen konventioneller Bauart verfügen zur Wärmereduzierung über eine Belüftung mit Hilfe eines Lüfters, der Außenluft über Eintrittsöffnungen in das Gehäuse bläst, die durch Austrittsöffnungen wieder entweicht. Filtermatten in den Öffnungen sorgen dafür, daß kein Staub oder sonstige Verunreinigungen in den Schaltschrank gelangen und den Betrieb der elektronischen Komponenten und Bauteile beeinträchtigten. Es ist auch denkbar, Klimatisierungsgeräte an den Schaltschrank anzubauen, um die Temperaturen im Inneren des Schaltschranks zu begrenzen. Bei den beschriebenen Vorkehrungen besteht die Gefahr, daß Filter und Klimageräte verschmutzen. Die Reinigung der verschmutzten Teile gestaltet sich schwierig und aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schaltschrank für eine Tablettenpresse zu schaffen, bei dem eine wirksame Wärmeabfuhr nach außen erfolgt ohne die Gefahr einer Verschmutzung im Schaltschrankinneren.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Schaltschrank ist an der Außenseite des die elektrischen Komponenten und Bauteile aufnehmenden geschlossenen Gehäuses ein Belüftungskanal angeordnet, dessen Innenwand von einem Wandabschnitt des Gehäuses gebildet ist. Dem Belüftungskanal ist ein Lüfter zugeordnet, der Außenluft über mindestens eine Eintrittsöffnung in den Belüftungskanal fördert, wobei die Luft über mindestens eine Austrittsöffnung entweicht. Im Inneren des Gehäuses ist ein zweiter Lüfter angeordnet, der die Luft im Gehäuseinneren umwälzt, so daß sie zumindest teilweise an der Innenseite der Gehäusewand entlang streicht, die den Belüftungskanal begrenzt.

Bei dem erfindungsgemäßen Schaltschrank für eine Tablettenpresse ist das die elektronischen Komponenten und Bauteile aufnehmende Gehäuse gegenüber Außenluft weitgehend abgedichtet. Ein Lüfter wälzt zwar Luft im Inneren des Gehäuses um, diese Luft verbleibt jedoch im Gehäuse. Sie tritt in Kontakt mit Wandabschnitten des Gehäuses, welche eine Wand des Belüftungskanals bilden. Im Belüftungskanal strömt Außenluft, die naturgemäß kühler ist als die Luft im Innern des Gehäuses. Dadurch erfolgt ein Wärmeaustausch über die dem Gehäuse zugewandten Teile der Belüftungskanalwandung und damit eine Kühlung der im Innern des Gehäuses umgewälzten Luft. Falls der Schaltschrank sehr hohen Außentemperaturen ausgesetzt ist, beispielsweise beim Einsatz der Tablettenpresse in tropischen Ländern oder bei Aufstellung der Tablettenpresse in stark erwärmten Räumen, ist auch denkbar, dem Belüftungskanal ein Kühlgerät bzw. Klimagerät zuzuordnen, um die im Belüftungskanal strömende Luft auf eine niedrige Temperatur zu bringen.

Der Wärmeübergang beim erfindungsgemäßen Schaltschrank erfolgt im wesentlichen über zwei Wärmeübergangswiderstände. Die Wärme wird von der Innenluft im Gehäuseinnern auf die wärmeleitende Gehäusewand und von dieser auf die Außenluft übertragen. Naturgemäß verringert sich der Wärmeübergangswiderstand an einer Fläche, wenn die Luftgeschwindigkeit an dieser erhöht wird. Durch Vergrößerung der Wärmeabstrahlfläche kann der Wärmewiderstand ebenfalls verringert werden. Daher ist es vorteilhaft, wenn der Belüftungskanal einen möglichst großen Teil der Gehäusewand des Schaltschranks abdeckt.

Ein Wärmaustausch wird darüber hinaus nach einer Ausgestaltung der Erfindung verbessert, wenn die den Belüftungskanal begrenzende Gehäusewand als Kühlkörper ausgebildet ist. So kann z. B. die Gehäusewand mit Rippen oder Lamellen versehen werden, um die Übergangsfläche signifikant zu vergrößern. Eine weitere Verbesserung der Kühlung erfolgt nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß der Kühlkörper zugleich Kühlkörper für eine Leistungseinheit ist, die unmittelbar an der Gehäusewand angebracht ist. Die Leistungseinheiten z. B. für den Hauptantrieb der Tablettenpresse enthalten Leistungshalbleiter zum Betrieb des Motors, die eine große Wärmeentwicklung bewirken. Es ist bekannt, derartige Leistungshalbleiter auf einem Kühlkörper anzubringen. Dieser Kühlkörper kann daher seinerseits unmittelbar an der Gehäusewand angebracht werden, die ihrerseits als Kühlkörper ausgebildet sein kann.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich der Belüftungskanal vorzugsweise über die Seitenwände des Gehäuses, damit der Zugang zum Innern des Gehäuses freibleibt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich vom Boden des Gehäuses nach oben ein nach unten offener Ansaugschacht, wobei die Seitenwände des Ansaugschachtes jeweils einen Lüfter aufweisen, die Luft aus dem Ansaugschacht jeweils in das zugeordnete Ende des Belüftungskanals fördern. Die Austrittsöffnung befindet sich im oberen Abschnitt des Belüftungskanals. Auf diese Weise bleibt die quaderförmige Gestalt des Schaltschrankes weitgehend beibehalten, wobei sich lediglich an der Unterseite eine mehr oder weniger große Öffnung befindet, von der aus sich der Ansaugschacht nach oben erstreckt.

Die Vorderseite des Gehäuses kann offen sein, wobei nach einer Ausgestaltung der Erfindung eine Haube vorgesehen ist, die mit der Haubendecke die Vorderseite verschließt, während die Haubenwände sich im Abstand zu den Gehäuseseitenwänden erstrecken und den Belüftungskanal begrenzen. Nach hinten kann die Gehäusehinterwand über den Grundriß des Gehäuses nach außen erstreckt werden, so daß sich die Haubenwände gegen die überstehenden Abschnitte anlegen können, um den Belüftungskanal nach hinten abzuschließen. Es ist jedoch auch denkbar, den Schaltschrank mit einer offenen Rückseite gegen eine Wand des Gehäuses der Presse oder dergleichen anzubringen, die dann mit der Haube den Belüftungskanal nach hinten abschließt.

Die beschriebene Haube kann um eine vertikale Achse schwenkbar sein, damit auf einfache Weise ein Zugang zum Innern des Gehäuses erhalten werden kann sowie die Möglichkeit eröffnet ist, Teile des Schaltschrankes, insbesondere die Kühlkörper zu reinigen. Alternativ ist auch denkbar, lediglich die Haubendecke als Klappe oder Tür auszubilden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
1 zeigt perspektivisch eine Tablettenpresse mit einem vorn angebrachten Schaltschrank.
2 zeigt den Schaltschrank nach 1 bei entfernter vorderer Wand.
In 1 ist eine Rundläufer-Tablettenpresse 10 schematisch dargestellt. Sie weist ein Gehäuse 12 auf, dessen Wände im oberen Bereich bei 14 durchsichtig sind. Das Gehäuse 12 beherbergt die üblichen Teile einer Rundläuferpresse, auf die im einzelnen jedoch nicht eingegangen werden soll, da sie bekannt und nicht Gegenstand der Beschreibung sind.
An der Vorderseite des Gehäuses 10 ist im unteren Bereich ein Schaltschrank 16 angebracht, dessen Aufbau nachfolgend anhand von 2 erläutert werden soll.
Der in 1 äußerlich sichtbare Teil ist eine Haube 18 mit einem Deckenteil 20 und Seitenwänden 22. In 2 sind von der Haube 18 lediglich die Seitenwände 22 zu erkennen. In 2 erkennt man ferner ein quaderförmiges Gehäuse 24 innerhalb der Haube 18 mit einer geschlossenen Rückwand 26a, einer Deckenwand 26 sowie einer Bodenwand 28. Die Seitenwände sind mit 30 bezeichnet. Wie erkennbar, ist die Deckenwand 26 außen mit Rippen 32 versehen. Die linke Seitenwand 30 ist mit inneren Rippen 34 und äußeren Rippen 36 versehen. Der linke Abschnitt der Bodenwand 28 ist mit äußeren Rippen 38 versehen.
Vom Boden der Haube 18 erstreckt sich ein Ansaugschacht 40 nach oben in das Gehäuse 24 hinein. Der Ansaugschacht ist nach unten offen und weist in den gegenüberliegenden Seitenwänden Öffnungen 42 auf, hinter denen jeweils ein Radialgebläse 44 bzw. 46 angeordnet ist. Der Austritt der Radialgebläse 44, 46 mündet in jeweils einen Anfang eines Belüftungskanals 48, der zwischen den Seitenwänden 30 der Deckenwand 26 und dem Boden 28 des Gehäuses 24 und der Innenseite der Haube 18 gebildet ist, welche das Gehäuse 24 seitlich im Abstand umgibt. Die von den Radiallüftern 44, 46 angesaugte Luft fließt entsprechend den Pfeilen 51 in die Öffnungen 42 und gefördert durch die Lüfter 44, 46 gemäß den Pfeilen 50 bzw. 52 durch den Belüftungskanal 48 und tritt im oberen Bereich des Belüftungskanals nach hinten aus, wie durch die Pfeile 54 angedeutet. Die Austrittsöffnung ist nicht zu erkennen.
Eine erste Leistungseinheit 56 ist unmittelbar gegen die Innenseite der Deckenwand 26 angelegt. Eine zweite Leistungseinheit 58 ist gegen die Bodenwand 28 des Gehäuses 24 angelegt. Durch die im Belüftungskanal 48 strömende Luft wird über die Kühlrippen 32, 38 die Deckenwand 26 bzw. Bodenwand 28 gekühlt, so daß eine Kühlung der Leistungseinheiten 56, 58 erfolgt. Das Ausmaß der Kühlung hängt naturgemäß von der Luftmenge, die durch den Lüftungskanal 48 strömt und von dessen Temperatur ab.
In der linken oberen Ecke im Innern des Gehäuses 24 ist ein Lüfter 60 angeordnet, der über eine Ansaugöffnung 62 Luft aus dem Innern des Gehäuses 24 ansaugt, wie durch die Pfeilanordnung 64 angedeutet. Ein Leitblech 66 im Abstand zur Innenseite der linken Seitenwand bildet einen Luftkanal, der in Verbindung steht mit dem Austritt des Lüfters 60. Die Luft strömt an den Rippen 34 nach unten und tritt oberhalb des Bodens 28 bei 68 nach rechts aus und umströmt die Leistungseinheit 58 zu Kühlzwecken. Durch den Wärmeaustausch mit den Rippen 34 und den Wärmeaustausch der Rippen 36 mit der Kühlluft im Belüftungskanal 48 erfolgt mithin auch eine Kühlung der im Innern des Gehäuses 24 strömenden Luft, wodurch diese die gezeigten Leistungsteile 56, 58 und die übrigen nicht gezeigten Komponenten und Bauteile kühlt.
Es versteht sich, daß das Gehäuse 24 aus wärmeleitenden Blechen aufgebaut ist. Vorzugsweise besteht auch die Haube 24 aus wärmeleitendem Blech. Wird im Bereich der radialen Lüfter 44, 46 ein Kühlaggregat eingesetzt, sind die Wände der Haube 18 vorzugsweise wärmeisoliert.
Die Haube kann um eine vertikale Achse schwenkbar am Gehäuse 12 der Tablettenpresse 10 gelagert werden, um Zugang zum Innern des Gehäuses 24 zu erhalten. Im geschlossenen Zustand verschließt der Deckenabschnitt 20 die Vorderseite des Gehäuses 24, so daß es im Betrieb gegenüber der Umgebung abgedichtet ist.
Naturgemäß ist die erfindungsgemäße Anordnung nicht auf die Anbringung unmittelbar am Gehäuse einer Tablettiermaschine beschränkt, sondern kann auch als separater getrennt von der Tablettiermaschine 10 ausgebildeter Schaltschrank eingesetzt werden.
Eine weitere Verringerung der Wärmeentwicklung wird erzielt, wenn alle Komponenten und Bauteile abgeschaltet werden, die gerade nicht benötigt werden. Denn auch ein sog. Stand-by-Betrieb verursacht Verlustwärme.

Claims

Schaltschrank für eine Tablettenpresse, in dem mehrere elektrische Komponenten und Bauteile, wie Leistungseinheiten einschließlich ihrer Steuerschaltungen, angeordnet sind, insbesondere für Hauptantrieb und Servoantriebe für die Tablettenpresse und ihre Peripheriegeräte, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite eines die elektrischen Komponenten (56, 58) und Bauteile aufnehmenden geschlossenen Gehäuses (24) ein Belüftungskanal (48) angeordnet ist, dessen Innenwand von einem Wandabschnitt des Gehäuses (24) gebildet ist, dem Belüftungskanal (48) ein Lüfter (44, 46) zugeordnet ist, der Außenluft über mindestens eine Eintrittsöffnung (42) in den Belüftungskanal (48) fördert, wobei die Luft über mindestens eine Austrittsöffnung entweicht und im Inneren des Gehäuses (24) ein zweiter Lüfter (60) angeordnet ist, der die Luft im Gehäuseinneren umwälzt, so daß sie zumindest teilweise an der Innenseite der Gehäusewand entlangstreicht, die den Belüftungskanal (48) begrenzt.
Schaltschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Belüftungskanal (48) begrenzende Gehäusewand als Kühlkörper ausgebildet ist.
Schaltschrank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkörper zugleich Kühlkörper für eine Leistungseinheit ist, die unmittelbar an der Gehäusewand angebracht ist.
Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) quaderförmig ist mit Vorder- und Rückseite sowie Seitenwänden (30) und einer Bodenwand (28) und der Belüftungskanal (48) sich um die Seitenwände (30) herum erstreckt.
Schaltschrank nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich vom Boden (28) des Gehäuses (24) nach oben ein nach unten offener Ansaugschacht (40) erstreckt, dessen Seitenwände jeweils einen Lüfter (44, 46) aufweisen, die Luft aus dein Ansaugschacht (40) in das zugeordnete Ende des Belüftungskanals (48) fördern und die Austrittsöffnung im oberen Bereich des Belüftungskanals (48) angeordnet ist.
Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderseite des Gehäuses (24) offen ist und eine Haube (18) so über das Gehäuse (24) geschoben ist, daß die Haubendecke (20) die Vorderseite abschließt und die Haubenwände (22) im Abstand zu den Seitenwänden (30) und der Deckenwand (26) und dem Boden (28) angeordnet sind zur Bildung des Belüftungskanals (48).
Schaltschrank nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Haube (18) um eine vertikale Achse schwenkbar am Gehäuse (24) oder einer das Gehäuse (24) haltenden Haltekonstruktion gelagert ist.
Schaltschrank nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische und elektronische Komponenten – vom Maschinenrechner getrennt – ausgeschaltet sind, wenn sie nicht angesteuert werden.