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Schutzgehäuse für wärmeentwickelnde, öllose elektrische Geräte, insbesondere
für Streufeldtransformatoren Nach den Schutzbestimmungen des Vereins Deutscher Elektrotechniker
(VDE), insbesondere nach der VDE-Vorschrift für Leuchtröhrengeräte, 0713/55, Teil
1, § 6, müssen das Zubehör und die Leuchtröhrengeräte so gebaut und bemessen sein,
daß bei ihrem bestimmungsmäßigen Betrieb keine Gefahr für den Benutzer oder die
Umgebung entstehen kann; insbesondere soll erstens die Sicherheit von Personen und
zweitens die Sicherheit gegen Feuer und übermäßig hohe Temperaturen gewährleistet
sein.
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Nach Teil 2, § 8 a 4, müssen bei Transformatoren und Drosselspulen,
ausgenommen solche in offener Ausführung, die unter Spannung stehenden Teile so
angeordnet werden, daß sie mittels des Prüfstiftes nach VDE 0470/ ... 52,
§ 3, Ausführung D, nicht zugänglich sind. Die Prüfung wird in der Weise vorgenommen,
daß man versucht, mittels des Prüfstiftes die unter Spannung stehenden Teile auf
jede mögliche Weise zu berühren.
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Der Aufbau derartiger Gehäuse ist jedoch mit Schwierigkeiten verbunden,
da es erhebliche konstruktive Maßnahmen erfordert, um das Gehäuse bei gleichzeitiger
Berührungsschutzsicherheit so auszugestalten, daß die vom Gerät im Betrieb erzeugte
und von ihm abströmende Wärme sich im Innern des Gehäuses nicht in unzulässiger
Weise staut und damit die Betriebserwärmung des Gerätes über das zulässige Maß hinaus
erhöht. Um diese Schwierigkeiten zu belieben und insbesondere die zulässige Betriebserwärmung
des Gerätes nach oben zu begrenzen, ist man seit langem bestrebt, der im Innern
von Schutzgehäusen sich allmählich ansammelnden warmen Luft einen möglichst ungehinderten
Abzug zu schaffen, wobei gleichzeitig die Möglichkeit einer geeigneten Frischlufteinströmung
gegeben sein muß.
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Bei bekannten Transformatoren hat man zwar in zwei oder mehreren Reihen
übereinander im oberen Teil eines Trans formatorengehäuses eine Anzahl Luftschlitze
angeordnet, um eine Luftzirkulation im Innern des Schutzgehäuses zu erzielen. Auch
wurden diese Schlitze durch Übergreifen entsprechend ausgebildeter Schutzgehäuseteile
abgedeckt, um ein Einführen insbesondere dünner, langgestreckter Gegenstände zu
vermeiden. Diese bekannten Transformatoren konnten jedoch erhöhten Anforderungen
nicht entsprechen, weil die Luftzirkulation wegen der begrenzten Anzahl der Luftschlitze
bei hoher Beanspruchung nicht ausreicht.
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Es ist weiterhin schon ein Schutzgehäuse für wärmeentwickelnde, öllose
elektrische Geräte, insbesondere für Streufeldtransformatoren, die durch Übergreifen
entsprechend ausgebildeter Schutzgehäuseteile abgedeckt sind und zwecks Erzeugung
einer Luftzirkulation in Wänden der Schutzgehäuseteile derart Luftschlitze besitzen,
daß ein Einführen insbesondere dünner, langgestreckter Gegenstände, wie Schraubenzieher,
und damit eine Berührung spannungführender Teile des Gerätes verhindert ist, vorgeschlagen
worden. Die in diesem Gehäuse vorgesehenen Luftschlitze im unteren und mittleren
Teil des Schutzgehäuses gewährleisten ebenfalls eine gewisse Luftzirkulation, jedoch
sind oberhalb der etwa in der Mitte des Schutzgehäuses vorhandenen Schlitze keine
weiteren Luftschlitze angeordnet, so daß die Gefahr besteht, daß sich, insbesondere
im oberen Teil des Schutzgehäuses, Heißluftpolster bilden und daher diese Schutzgehäuse
erhöhten Ansprüchen an die Kühlwirkung nicht gewachsen sind. Die Luftschlitze sind
bei diesem Schutzgehäuse im Innern des Gehäuses zur Berührungssicherung durch Begrenzungseinrichtungen
abgeschirmt, die durch Zwischenräume voneinander getrennt sind, um die Luftzirkulation
nicht zu behindern. Dadurch wird auch ein Berührungsschutz gewährleistet.
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Die Nachteile bei den bekannten und dem bereits vorgeschlagenen Gehäuse
werden nun bei dem Schutzgehäuse nach der Erfindung vermieden. Die Erfindung betrifft
eine Verbesserung des obengenannten, bereits vorgeschlagenen Schutzgehäuses. Sie
besteht darin, daß die in an sich bekannter Weise aus Blech hergestellten Wände
aus mindestens je zwei parallel zueinander verlaufenden äußeren und inneren Teilwänden
bestehen, die in einem gegenseitigen Abstand so angeordnet sind, daß die äußeren
Teilwände die inneren Teilwände oder umgekehrt nur teilweise überlappen und nur
punktförmig und daher die Luftschlitze bildend miteinander verbunden sind. Diese
Ausbildung
des Schutzgehäuses hat den Vorteil, daß bei gleichzeitigem einwandfreiem Berührungsschutz
(trotz der zahlreichen Luftschlitze) das Schutzgehäuse den strengen VDE-Vorschriften
entspricht und die Belüftung schornsteinartig über das ganze Schutzgehäuse wirkt
und Heißluftpolster sich an keiner Stelle im Innern des Schutzgehäuses bilden können,
wobei gleichzeitig durch die besondere Anordnung der Teilwände eine erhöhte Steifigkeit
des ganzen Schutzgehäuses erzielt wird. Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht in
der Möglichkeit, eine schnelle Fließbandfertigung einzurichten, da das Gehäuse aus
einer Mehrzahl einzelner Teile aufgebaut wird. Diese Mehrzahl von Teilen ermöglicht
andererseits bei Wahl verschieden großer Teilwände, in einfachster Weise Schutzgehäuse
verschiedener Größe zu fertigen.
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In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens wird ein Teil der eine
Rahmenkonstruktion bildenden Teilwände als teilweise -im Querschnitt nach dem Gehäuseinnern
offene winkelige Träger ausgebildet, wodurch die Biege-- und Verwindungssteifigkeit
erhöht wird, so daß die Tragfähigkeit ohne Verwendung von Grund- und Konsolplatten
gewährleistet ist, ohne daß eine Erhöhung der bisher üblichen Materialwandstärken
notwendig ist. Man kann derartige Schutzgehäuse, die verhältriismäSig schwere Transformatoren
im Innern tragen können, ohne weiteres mittels Stein- oder Holzschrauben an der
Wand befestigen, so daß die bisher benötigten Konsolen fortfallen können. Als Folge
dieser erfindungsgemäßen Konstruktion erreicht man eine größere Stabilität bei gleichzeitig
beachtlicher Materialersparnis.
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Man kann bei Ausbildung des Schutzgehäuses :;rßere und innere Teilwände
an einer Stelle durch Gummiahstandsstücke gegeneinander isolieren und erhält damit
einen zweiteiligen Aufbau des Schutzgehäuses, wobei die beiden Teile gegeneinander
isoliert sind. Dies hat den Vorteil, daß die magnetischen Kurzschlußverluste innerhalb
des Gehäuses auf ein Mindestmaß reduziert werden. Bei der bisher üblichen, geschlossenen
Kastenbauart treten bekanntlich bei den Schutzgehäusen aus Metall durch die von
einem Transformator ausgehenden magnetischen Kräfte, die auf das den Transformator
umgebende Metall des Gehäuses übertragen werden, Kopplungen auf, die wie ein Kurzschluß
wirken. Bei derartigen magnetischen Kreisen muß man, wie bekannt, dafür Sorge tragen,
daß diese Kreise nicht in sich metallisch geschlossen sind. damit keine Wirbelströme
auftreten können, wodurch die Transformatoren zusätzlich belastet und damit die
Wärmeabgabe erhöht wird. Diese Kurzschlußwirkung wird durch die Gummiabstandsstücke
beim zweiteiligen Gehäuse sehr wirkungsvoll unterbrochen und damit die Wärmeentstehung
vermindert.
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Es kann im Interesse einer einfachen Fertigung zweckmäßig sein, an
einer der Teilwände im Bereich der Überlappungsstelle zwecks Abstandshaltung und
gegenseitiger Befestigung der Teilwände punzenartige Auswölbungen vorzusehen.
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Bei Schutzgehäusen mit die Luftschlitze abdeckenden und einen Berührungsschutz
erzielenden Begrenzungseinrichtungen können die Begrenzungseinrichtungen wahlweise
an den Überlappungsstellen an einer der Teilwände als zusätzlich senkrecht zu den
Teilwänden nach innen verlaufende Schutzstreifen ausgebildet sein. Die Begrenzungseinrichtung
kann dabei als umgebogener Teil einer Teilwandung ausgebildet sein. Bei Teilwänden,
die an einem Ende als äußere und am anderen Ende als innere Teilwand derart ausgebildet
sind, daß sie an den innenliegenden Enden zuerst senkrecht zur und dann parallel
mit der Teilwand nach innen abgebogen sind, ist es zweckmäßig, in den senkrecht
abgebogenen Teilen Öffnungen vorzusehen. Zur möglichst guten Abschirmung der Enden
ist der diesen zugekehrte Rand der äußeren Teilwand etwas nach außen aufgewölbt.
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Das Schutzgehäuse kann gleichzeitig als Träger für Leuchtröhren dienen,
wobei eine untere Teilwand vorzugsweise eine Anzahl parallel nebeneinanderliegender,
nach innen gerichteter länglicher Auswölbungen besitzt, in die die Leuchtröhren
zum Teil eindringen.
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Für die Befestigung eines Schutzgehäuses nach der Erfindung an einer
Wand kann in vorteilhafter Weise der Raum zwischen einer äußeren und einer inneren
Teilwand auch noch zur Unterbringung von Befestigungsmitteln dienen.
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Weitere Einzelheiten des Schutzgehäuses nach der Erfindung seien an
Hand der Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1
einen lotrechten Querschnitt durch das Schutzgehäuse, Fig. 2 einen lotrechten Querschnitt
durch eine etwas andere Ausführungsform des Deckels des Schutzgehäuses, Fig.3 eine
teilweise Ansicht und einen Teilschnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 1, Fig.4 eine
andere Ausführungsform des Schutzgehäuses, das gleichzeitig als Träger für Leuchtröhren
dient, und zwar im Querschnitt, und Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer
weiteren Ausführungsform des Schutzgehäuses, bei welcher ein Blechraster an sämtlichen
Flächen vorgesehen ist.
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Nach der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 besteht das Schutzgehäuse
aus einem winkelförmigen Unterteil 1 in Rahmenanordnung, welcher einen in der Zeichnung
nicht dargestellten Transformator trägt, und aus einer winkelförmigen Schutzhaube
2, die auf den Unterteil 1 gestülpt und auf diesem durch Schrauben 3 und 37 in noch
näher zu erläuternder Weise befestigt ist. Der Unterteil 1 und die Haube 2 sind
derart unter Zuhilfenahme von Gummiabstandsstücken 4 gegeneinander isoliert, daß
die magnetische Kurzschlußwindung, die durch einen strichpunktierten Linienzug angedeutet
ist, an der Stelle 5 unterbrochen wird, so daß sie nicht mehr in dem bisher nachteiligen
Umfang auftreten kann, was wesentlich zur Entlastung des Transformators beiträgt.
Selbstverständlich muß dabei in bekannter Weise dafür Sorge getragen werden, daß
die Kurzschlußwindung nicht etwa durch die Schrauben 3 bei 5 wieder geschlossen
wird. Wie man dies verhindert, ist bei Geräten und Maschinen mit magnetischen Kreisen
bekanntlich derart üblich, daß die Schrauben magnetisch isoliert werden.
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Der Unterteil 1 besteht aus einem Rahmenteil 6, der im vorderen Teil
7, 7' im Querschnitt nahezu die Form eines nach innen offenen Kastens bzw. Winkels
hat, so daß der Unterteil dadurch eine beachtliche Steifigkeit erhält. In den seitlichen,
in der Zeichnung nicht erkennbaren Teilen sowie am hinteren Teil 8, 8' ist dieser
Rahmen winklig gestaltet. Auf diesen Rahmen ist von innen her eine innere Teilwand
als Bodenplatte 9 durch Niete 10 vernietet, wobei ein beachtlicher Abstand 11 durch
punzenartige Auswölbungen 12 gewährleistet wird. Ähnlich ist die als Rückwand ausgebildete
innere Teilwand 13 über Auswölbungen 14 mit der als hinterer Rahmenteil ausgebildeten
äußeren
Teilwand 15 verbunden, der die obere Querverbindung des Rückwandrahmens darstellt.
Dieser Rückwandrahmen wird durch Stein- oder Holzschrauben 16 mit dem Mauer- oder
Holzwerk 17 verbunden, wobei eine Zwischenmutter 18 den erwünschten Abstand 19 zwischen
dem Mauerwerk und dem Schutzgehäuse gewährleistet. Die von innen angeschraubte Mutter
20 dient zur Befestigung. Durch die Aaswölbungen 12 an der Bodenplatte 9 und an
der Rückwandplatte 13 entstehen ringsherum beachtliche Durchtrittsschlitze für die
Luftzirkulation. Durch die überlappende Anordnung wird sichergestellt, daß zwar
von den Schlitzöffnungen aus schmale Gegenstände, wie ein Schraubenzieher. eingeführt
werden können, jedoch ist es nicht möglich, mit diesem Schraubenzieher stromführende
Teile des Gerätes zu berühren.
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Die Haube besteht aus der als Vorderwand ausgebildeten äußeren Teilwand
25, aus der als Deckel ausgebildeten Teilwand 26 und den beiden in der Zeichnung
nicht dargestellten Seitenwänden. Am unteren Rand sind mehrere der aus Gummi bestehenden
Isolierstücke 4 im Abstand angenietet, mit denen die Vorderwand 25 der Haube auf
dem Absatz am Unterteil 1 aufruht. Mittels einiger Schrauben 3 wird die Vorderwand
der Haube mit dem Unterteil verbunden.
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Der Deckel besteht aus mehreren parallel nebeneinander angeordneten,
zum Teil flachen, zum Teil mehrfach abgebogenen Teilwänden 28', 29', 36, die derart
unter Verwendung von Aaswölbungen miteinander zum Deckel 26 vernietet sind,
daß eine größere Anzahl Luftaustrittsschlitze entstehen. Um zu vermeiden, daß durch
einen schmalen Gegenstand eine Berührung der stromführenden Teile im Innern des
Transformatorgehäuses möglich ist, werden an den schmalen Blechstreifen, d. h. den
Teilwänden 28', 29', nach innen ragende, rechtwinklig abgebogene Schutzstreifen
28 vorgesehen, die als Begrenzung beim Einführen eines schmalen Gegenstandes, wie
der in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Schraubenzieher, dienen. Lm diese
Schutzstreifen 28 möglichst einfach aus dem Blechmaterial herstellen zu können,
wird dieses nahezu über die halbe Breite völlig flach zusammengefaltet, wie dies
an der Stelle 29 erkennbar ist. Dadurch ist man in der Lage, den unteren Teil dieses
Schutzstreifens an der äußeren Kante um einen bestimmten Teil 28 rechtwinklig
abzubiegen. In der Nähe der Faltstelle 30 erfolgt dann die Vernietung mit der Aaswölbung
der unteren Teilwand.
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Die nahezu kastenförmige Ausgestaltung des oberen Rahmenteiles 15
an der Hinterwand hat noch den weiteren Vorteil, daß an dem innenliegenden Ende
32 ein winkelartiger Absatz entsteht, in dessen senkrecht abgebogenem Teil 33 Öffnungen
34 vorgesehen werden können (Fig.3). Um diese Öffnungen möglichst gut gegen das
unzulässige Einführen spitzer Gegenstände abzuschirmen, ist es zweckfäßig, die auf
das innenliegende Ende 32 durch die Schrauben 37 aufgeschraubte Teilwand 26 des
Deckels 26 an dem Rand 35 etwas nach oben aufzuwölben, der dem Ende 32 zugekehrt
ist.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 1 sind im ganzen vier Teilwände miteinander
zum Deckel verbunden, während nach der Ausführungsform der Fig. 2 sechs und mehr
solcher Teilwände verwendet werden, wodurch die Zahl der Luftaustrittsschlitze entsprechend
erhöht wird.
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Nach der Ausführungsform der Fig. 4 wird das Schutzgehäuse gleichzeitig
als Träger für Leuchtröhren 50 ausgebildet. Es hat demnach eine flache Form. Die
untere Teilwand 51 weist eine Anzahl parallel nebeneinanderliegender, nach oben
gerichteter Aaswölbungen 52 auf, in die zum Teil die Leuchtröhren 50 eindringen.
Diese Teilwand 51 ist um Scharniere nach unten abklappbar, um in das Innere des
Schutzgehäuses gelangen zu können. Die Teilwände des Gehäuses sind ähnlich wie bei
der ersten Ausführungsform mit Luftschlitzen 53, 54 55 ausgerüstet, indem die seitlichen
und die oberen Teilwände aus einzelnen Streifen aufgebaut sind, die durch Aaswölbungen
im erforderlichen Abstand voneinander für die Schlitzbildung miteinander verbunden
werden. Der Transformator 56 wird in der Mitte am Dach 57 in geeigneter Weise befestigt.
Das Schutzgehäuse in dieser Ausgestaltung hat den besonderen Vorteil, daß nicht
nur der Transformator, sondern auch die in das Gehäuse ragenden Elektroden der Leuchtröhren
und die Zuführungsleitungen von den Leuchtröhren zu dem Transformator gekühlt werden.
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Nach der Ausführungsform der Fig.5 ist die Rasterausbildung für die
Frischluftzufuhr nicht nur wie bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 auf den Deckel
26 beschränkt, sondern auch noch auf die seitlichen Wandungen 90, 91 erstreckt,
wobei hier die Rasterstreifen 92 horizontal verlaufen. Diese horizontale Anordnung
hat den Vorteil, daß man jeweils einen einzigen Blechstreifen verwenden kann, den
man nur an der Stelle 93 rechtwinklig abzubiegen braucht, um ihn dann an den Aaswölbungen
94 an den Gehäuseteilwänden anzunieten. Aus der Zeichnung geht zunächst nur so viel
hervor, daß die Rasterstreifen nur in horizontaler Richtung verlaufen. Diese Rasterstreifenanordnung
kann aber auch anders als horizontal, und zwar vorzugsweise lotrecht, vorgesehen
werden, und zwar nicht nur an der Vorder- und Hinterwand und den beiden Seitenwänden,
sondern auch am Bodenteil. Man wird diese Anordnung je nach den verschiedenen Lüftungserfordernissen
vorsehen. Je größer die Wärmeentwicklung bei Geräten mit besonders großer Wärmeentwicklung
ist, um so mehr Fläche wird man mit Belüftungsrastern versehen müssen.