DE20121934U1

DE20121934U1 - Schaltschrank, sowie einen Bausatz für einen Schaltschrank

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Publication number: DE20121934U1
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Authority: DE
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Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2001-03-22
Publication date: 2003-09-18
Anticipated expiration: 2011-03-23
Also published as: DE10191092B3

Description

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13.08.2002 Gf/Hl

Ulrich Weber
Jungerhalde 9
D-78464 Konstanz

Schaltschrank, sowie einen Bausatz für einen Schaltschrank

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bausatz für einen Geräte-
und/oder Schaltschrank für elektrische und elektronische Geräte
und Bauteile, bestehend aus einem Gehäuse, das aus mehreren Wänden gebildet ist und einen Innenraum umschließt, einer Tür und einem
Dachelement sowie auf Einzelelemente, die die in dem Geräte- und / oder Schaltschrank erzeugte Wärme abführen.

Stand der Technik

Aus der DE 198 12 117 A ist ein Geräteschrank bekannt, der für die Aufnahme von elektrischen und elektronischen Geräten geeignet ist. Dieser Geräteschrank weist auf seiner Außenseite ein Kanalsystem
auf, in dem ein Kühlluftstrom für den entsprechenden Abtransport
der Wärme zu einem auf dem Schaltschrank im Dachelement angeordneten Radiallüfter sorgt.

Ein wesentlicher Nachteil solcher Geräteschränke besteht darin,
dass diese in der Regel auf eine bestimmte physikalische Rahmenbedingung angepasst sind; dies bedeutet, dass solche Schränke entweder als Outdoor-Schränke oder als Indoor-Schränke ausgebildet

sind. Wiederum sind andere Schränke derart konstruiert, dass diese nebeneinander oder übereinander angeordnet sind.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Geräte- und /oder Schaltschrank derart weiterzuentwickeln, dass dieser universell für unterschiedliche Bedürfnisse auf einfache Art und Weise herstellbar ist.

Lösung der Aufgabe

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen angegeben.

Ein wesentlicher Grundgedanke der Erfindung besteht darin, ausgehend von einem Grundgerüst eines Geräte- und/oder Schaltschranks diesen je nach dessen Einsatz und die physikalischen Rahmenbedingungen modular zusammenzusetzen. Dies ermöglicht eine kostengünstige Lagerhaltung und eine sehr schnelle Montage von Schaltschränken, wobei auch bereits bestehende Schaltschränke durch das Anbringen von Modulen entsprechend modifiziert und angepasst werden können.

Zusätzliche Module, insbesondere ein Notöffnungsmodul oder ein Notschließungsmodul erhöhen die Funktionalität und Sicherheit solcher Schränke.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch Anbringung von lokalen Kühlmodulen und gegenüber den Kühlmodulen zusätzlich angebrachten Kühlelementen lokale Wärmenester, vermieden werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus der nachstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen hervor.

Zeichnungen
Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht auf den oberen Teil eines Schaltschrank^, wobei auf der linken Seite eine erste Variante und auf der rechten Seite eine weitere Variante dargestellt ist;

Fig. 2

eine Seitenansicht auf das Dachelement eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Schaltschranks, der im Outdoor-Bereich einsetzbar ist;

Fig. 3 eine Frontansicht auf zwei nebeneinander angeordneten Schaltschränken, verbunden durch ein Schaltschrankver-

bindungsmodul;

Fig. 4 eine Frontansicht auf die beiden Schaltschränke gemäss Fig. 3, im Gegensatz zu Fig. 3 ohne Abdeckelement auf dem Schrankverbindungsmodul;

Fig. 5 einen Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel eines Schaltschranks.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Ein erfindungsgemäßer Geräte- und/oder Schaltschrank 1, wie er in verschiedenen Ausführungsformen in den Figuren dargestellt ist, umfasst ein Gehäuse 2 und eine an dem Gehäuse 2 angesetzte Tür 3, die in den Zeichnungen nur teilweise dargestellt ist. Das Gehäuse 2 wird durch aufgesetzte Wände 4 gebildet. Die Wände 4 bilden gleichzeitig ein Kühlblech, das zur Leitung der in dem Gehäuse 2 entstehenden Wärme nach außen hin ausgebildet ist. Auf dem Gehäuse 2 ist ein Dachelement 5 vorgesehen, das sich in seiner Ausdehnung über den Querschnitt des Gehäuses 2 des Schaltschranks 1 erstreckt

und diesen, von oben gesehen, vollständig abdeckt. Zusätzlich kann auf der Oberseite, so wie es insbesondere in Fig. 1 dargestellt ist, ein Radiallüfter 6 angeordnet ein.

Der mögliche Luftstrom bzw. Kühlluftstrom, der innerhalb des Schaltschrankes 1 auftritt, ist in den Figuren mittels Pfeilen richtungsgebunden dargestellt.

Die hier beschriebenen Schaltschränke oder Geräteschränke eignen sich zur Aufnahme von elektrischen oder elektronischen Geräte, wobei die Geräte selbst Wärme produzieren, die durch eine Kühlung aus dem Inneren des Schaltschranks herauszuführen ist. Ferner sind die Geräte für den Einsatz im Freien (Outdoor) als auch in Gebäuden oder Räumen (Indoor) ausgelegt.

Bei dem in Fig. 1 linke Seite (Variante 1) dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein statisches Kühlluftführungssystem 7 derart gebildet, dass auf die den Schaltschrank 1 bildenden Wände 4 eine weitere Wand 8 aufgesetzt wird, die in einem Abstand zur Wand 4 angeordnet ist. Aufgrund des Abstands zwischen diesen beiden Wänden ist das statische Kühlluftführungssystem 7 gebildet. Die weitere Wand 8 endet im Bereich des Dachelements 5 und es bildet sich aufgrund des Abstands zwischen dem Dachelement 5 und der weiteren Wand 8 eine Spalt 9, durch den ebenfalls Kühlluft eintreten kann. Insbesondere in den Ecken des oberen Teils des Schaltschranks entstehen durch Aufsetzen von Tür 3 und Wänden 8 an das Gehäuse 2 vier Öffnungen, die für eine zusätzliche Kühlluftzufuhr sorgen. Durch abgeschrägte Ecken sind diese an sich entstehenden Öffnungen verschlossen, die wiederum durch Anheben des Dachelements 5 aktiviert werden können.

Ferner kann die weitere Wand 8 Lüftungsschlitze 10 aufweisen, durch die ebenfalls zusätzlich zu der von unten herangeführten Kühlluft weitere Kühlluft in das Kühlluftführungssystem 7 bringt.

Um die Zirkulation in dem Kühlluftführungssystem zu verstärken, kann, wie es in den Fig. dargestellt ist, mindestens ein Radiallüfter 6 eingesetzt werden, der vorzugsweise von aussen im unteren Bereich des Schaltschranks 1 Luft ansaugt, die über das Kühlluftführungssystem 7 weiterleitet und über das Dachelement 5 bis zum Radiallüfter 6 und über diesen ins Freie, vorzugsweise über eine Austrittsöffnung 11, wie sie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt ist, geführt- wird.

Im Bereich der Tür 3 eines Schaltschranks 1, wie es in Fig. 1 (Variante 2) ist vorgesehen, das Kühlluftführungssystem 7 nicht durch die Tür 3 zu führen, sondern über Leitbleche 12 zuerst die Luft in das Innere des Gehäuses 2 und dann unmittelbar in das Dachelement 5 zu führen. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass an der Tür 3 und an dem Gehäuse 2 selbst keine Veränderungen vorgenommen werden müssen.

Ein dynamisches Kühlführungsmodul 13 ist derart ausgelegt, dass das Dachelement 5, je nach Ausführungsform auch zusammen mit dem auf das Dachelement 5 aufgesetzten Radiallüfter 6 mittels Stellelementen 14 höhenverstellbar ist. Dies führt dazu, dass der Spalt 9, der zwischen der Wand 8 bzw. der Tür 3 und dem Dachelement 5, vorzugsweise umlaufend um das Dachelement 5, variabel abgängig von der benötigten Kühlluft weiter geöffnet oder geschlossen werden kann. Vorzugsweise sorgen elektrische Stellelemente unter Zusammenwirken mit Sensoren dafür, dass die optimale Öffnung des Spalts 9 eingestellt wird.

In den Ausführungen, wie sie beispielsweise in Fig. 3 dargestellt sind, sind an unterschiedlichen Stellen Lüftungsschlitze 10 vorgesehen. Diese sind insbesondere an den Stellen angeordnet, an denen aufgrund der Wärmesättigung der Luft kalte Luft benötigt wird, um auch in den oberen Bereichen des Schaltschranks 1 entsprechend kühlen zu können.

Auf der von außen gesehenen Innenseite des Schaltschranks 1 im Bereich der Lüftungsschlitze 10 sind in den Zeichnungen nicht näher dargestellte Luftstromregulierungsmodule angeordnet, die entweder mechanisch oder über eine entsprechende Steuerelektronik die Kühlluftzufuhr steuern. Ferner kann vorgesehen sein, dass diese Luftstromregulierungsmodule lamellenartig ausgebildet sind, wobei die Lamellen vorzugsweise z-förmig ausgebildet sind und in mindestens einer Stellung nahezu luft- und schalldicht den Innenbereich vom Außenbereich des Schaltschranks 1 abschirmen. Um diese Wirkung zu verbessern, kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche der z-förmig ausgestalteten Lamellen eine kunststoff- oder schaumstoffartige Beschichtung aufweist, um insbesondere den Schallschutz und den Luftdurchsatz zu optimieren.

Zur Verbesserung der Isoliereigenschaften eines Schaltschranks sowohl gegen Wärme als auch gegen Kälte ist erfindungsgemäß vorgesehen, auf der Innenseite der Wände 8 bzw. der Tür 3 Isoliermaterial anzubringen, vorzugsweise aufzukleben. Zusätzlich hat dieses Isoliermaterial den Nebeneffekt, dass dieses geräuschdämmend wirkt.

Insbesondere bei solchen Schaltschränken, die im Freien stehen, tritt das Problem auf, dass durch sehr intensive Sonnenbestrahlung, aber auch durch Aufstellen eines solchen Schaltschranks in exponierten Lagen extrem hohe bzw. extrem niedrige Temperaturen im Schaltschrank entstehen, die zur Gefährdung oder auch zur Zerstörung der innerhalb des Schaltschranks angeordneten Geräte führen können. Neben der Verwendung eines wärmereflektierenden Außenanstrichs ist erfinderisch vorgesehen, dass mittels eines sogenannten Notöffnungsmodul bzw. einem Notschliessungsmodul bewirkt wird, dass alle steuerbaren Öffnungen innerhalb kürzester Zeit selbsttätig geöffnet bzw. geschlossen werden, um eine unverzügliche Temperaturänderung herbeizuführen. Zudem können zusätzliche Öffnungen vorgesehen sein, die die notwendige Temperaturveränderung beschleunigen.

Zur Vermeidung von Wärmenestern werden variabel einsetzbare Kühlkörpermodule vorgesehen, die von Radiallüftern, die unmittelbar an den in den Schaltschränken eingesetzten Geräten mit der entsprechenden Abwärme der Geräte beaufschlagt werden. Daher kann insbesondere in bestimmten Totecken innnerhalb eines Schaltschrankes vermieden werden, dass ein entsprechender Wärmestau eintritt.

Um eine höhere Wärmeaufnahmekapazität zu erzeugen, weisen die Wände 4, die den Schaltschrank 1 bilden, Kühlkörpermodule auf. Diese Kühlkörpermodule können zum einen unmittelbar auf der blechartig ausgestalteten Wand aufgeklebt oder mit dieser verschraubt sein. Zum anderen kann vorgesehen sein, dass die Wand 4 aus einem Kühlkörper besteht. Dieser ist vorzugweise im Tiefziehverfahren auf einfache Weise herstellbar, wobei im montierten Zustand die den Kühlkörper umfassenden Rippen in das Kühlluftführungsmodul 7,13 hineinreichen.

Das modulare Bausatzsystem zeichnet sich auch dadurch aus, dass dieses auf aneinandergereihte Schaltschränke anwendbar ist.

Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, ist zur Aneinanderreihung von Schaltschränken ein sogenanntes Schaltschrankverbindungsmodul 15 vorgesehen. Das Schaltschrankverbindungsmodul 15 besteht aus einer rahmenartigen Konstruktion mit einem umlaufenen Kühlluftführungskanal 16. Dieser Kühlluftführungskanal 16 ist durch eine Zwischenwandung 17 unterteilt, so dass ein Kühlluftstrom in dem einen Schaltschrank 1 und der weitere Kühlluftstrom in dem weiteren Schaltschrank zum jeweiligen Radiallüfter 6 geführt wird. Das Schaltschrankverbindungsmodul 15 wird mittels der Zwischenwandung 17 unmittelbar auf das jeweilige Gehäuse 2 des entsprechenden Schaltschranks 1 montiert. Zusätzlich ist auf der zur Front- und Rückseite hinweisenden Seite des Schaltschrankverbindungsmoduls 15 ein in Fig. 3 dargestelltes Abschlussblech 18 vorgesehen, das vorzugsweise ebenfalls mit Lüftungsschlitzen 10, wie sie bereits beschrieben worden sind, ausgestattet sind.

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In Fig. 5 ist eine Seitenansicht auf eine Ausführungsform eines Schaltschranks 1 dargestellt, der eine Vielzahl der zuvor beschriebenen Module beinhaltet. Zusätzlich weist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Tür 3 auf ihrer Oberseite 19 in den Bereich der Tür 3 als auch das Gehäuse 2 Luftdurchtrittsöffnungen 20 auf, um zu gewährleisten, dass die unten eintretende Kühlluft ungehindert nach oben in Richtung des Radiallüfters 6 transportiert werden kann. Die Wand 4 ist auf die Türlochschienen bzw. auf dem Verstärkungsrahmen befestigt.

Die vorstehend beschriebenen Module können einzeln oder auch zusammen in bereits bestehende und neu aufgebaute Schaltschränke eingesetzt werden. Mit den einzelnen Modulen wird der Gedanke verfolgt, abhängig von den einzelnen Randbedingungen, die durch den Einsatz eines solchen Schaltschranks auferlegt werden, modular in Form eines Bausatzes die entsprechenden Module zusammenzusetzen.

Claims

1. Bausatz für einen Geräte- und/oder Schaltschrank (1) für elektrische und elektronische Geräte und Bauteile im In- und Outdoorbereich, bestehend aus

- einem Gehäuse (2), das aus mehreren aufgesetzten Wänden (4) (Innenwände) gebildet ist und einen Innnenraum umschliesst,

- einer aufgesetzten Tür (3) und Wände (8) (Aussenwände),

- einem Dachelement (5), wobei wahlweise ein einzelnes oder mehrere der nachfolgenden Module zusätzlich an oder in dem Schaltschrank vorgesehen sind,

- an den Geräte- und/oder Schaltschrank (1) anfügbares statisches Kühlluftführungsmodul (7) zur Führung der Kühlluft innerhalb von Holmen, Traversen, Stützen und dem Dachelement (5),

- auf den Geräte- und/oder Schaltschrank (1) im Dachbereich aufsetzbares dynamisches Kühlluftführungsmodul (13) zur Führung der Kühlluft durch das Dachelement (5), wobei die Veränderung des Durchsatzes der Kühlmenge beziehungsweise der Luftverteilung in den Außenwänden (8) und der Tür (3) durch höhenverstellbare Stellelemente (14) zum Anheben des Dachelements (5) herbeiführbar sind, wobei die Stellelemente (14) wahlweise elektrisch oder mechanisch verstellbar sind,

- Schaltschrankverbindungsmodul (15) zum Verbinden zweier nebeneinander angeordneten Schaltschränke (1) mit einem gemeinsamen Luftstromkanal,

- gerichtetes Kühlmodul zur Anbringung innerhalb des Geräte- und/oder Schaltschranks (1) zur lokalen Kühlung von Wärmenestern innerhalb des Geräte- und/oder Schaltschranks (1), ein Notöffnungsmodul zum unmittelbaren Öffnen von insbesondere grossen Lüftungsaustausch fördernden Lüftungskanälen bei drohender Überhitzung,

- ein Notschliessungsmodul zum unmittelbaren Schliessen von mit aussen in Verbindung stehenden Öffnungen bei drohender Unterschreitung einer Mindesttemperatur,

- Stellelemente (14) zur Montage im Dachbereich des Schaltschranks zur Erzielung eines grösseren Abstands zwischen dem Gehäuse (2) und dem Dachelement (5).

2. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das statische Kühlluftführungssystem (7) aus zum Hohlprofil ausgebildeten Wänden besteht, die an Holmen, Traversen, Stützen oder Wänden (4, 8) eines Schaltschrankes (1) anbringbar sind.

3. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlluftführungssystem (7) eine labyrinthartige Kanalausbildung aufweist.

4. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlluftführungssystem (7) in seiner Längserstreckung mindestens eine Öffnung aufweist, durch die Aussenluft in das Kühlluftführungssystem tritt.

5. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlluftführungssystem in seiner Längserstreckung mehrere Lüftungsschlitze (10) aufweist, die abhängig vom Bedarf zu öffnen oder zu schliessen sind.

6. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüftungsschlitze (10) des Kühlluftführungssystems in den Bereichen angeordnet sind, in denen die Temperartur sehr hoch ist.

7. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlluftführungssystem (7, 13) im Bereich des Dachelements (5) flanschartig ausgebildet ist und eine Aufnahme für eine Haube oder für einen elektrischen Radiallüfter (6) mit Haube vorsieht.

8. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Distanzelemente (14) zwischen der Haube und dem Kühlluftführungssystem zur Anordnung des Dachelements (5) im veränderlichen Abstand zum Schaltschrank vorgesehen sind.

9. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Dachelements (5) an den Kühlluftführungssystemen, die aus dem Inneren des Schaltschranks (1) in das Dachelement (5) führen, Luftleitbleche (12) angeordnet sind, die Luft zur Mitte des Schaltschranks (1) hin leiten.

10. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftstromregulierungsmodul aus Öffnungen/Lüftungsschlitzen (10) besteht, die von klappenartigen Elementen abhängig von der erforderlichen Kühlmenge und -temperartur zu öffnen und/oder zu schliessen sind.

11. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die klappenartigen Elemente selbsttätig über eine Steuerung steuerbar sind.

12. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltschrankverbindungsmodul (15) eine kanalartige Ausbildung aufweist, die unmittelbar an die offenen Seiten des jeweiligen Schaltschrankes (1) anbringbar ist.

13. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an dem im montierten Zustand nach aussen weisendem Schaltschrankverbindungsmodul (15) Lüftungsschlitze (10) vorgesehen sind.

14. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltschrankverbindungsmodul (15) im Bereich des Dachelements (5) mindestens zwei Öffnungen aufweist, wobei jeweils eine Öffnung mit einem benachbarten Schaltschrank (1) in Verbindung steht.

15. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltschrankverbindungsmodul (15) mit dem unteren Ende des Dachelements (5) abschliesst.

16. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das gerichtete Kühlmodul mindestens einen elektrischen Radiallüfter umfasst.

17. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das gerichtete Kühlmodul Montagevorrichtungen vorsieht, die ein Anbringen des Kühlmoduls im Bereich eines Wärmenestes erlaubt.

18. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber dem Kühlmodul angeordnet im Bereich der Aussenwände des Schaltschranks (1) Kühlkörperelemente vorgesehen sind.

19. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkörperelemente auf oder in den Innenwänden (4) zur besseren Ableitung der gespeicherten Wärme angebracht sind.

20. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Notöffnungsmodul und/oder das Notschließungsmodul aus einer Einrichtung besteht, die die Temperatur und/oder andere physikalische Größen innerhalb des Schaltrankes feststellt und durch selbsttätige Öffnung oder Schließung einer weiteren Öffnung ausführt.

21. Geräte- und/oder Schaltschrank nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der klappenartigen Elemente ganz oder teilweise mit einem schaumstoffartigen Kunststoff überzogen ist.

22. Geräte- und/oder Schaltschrank nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (8) ganz oder teilweise mit einem wärmereflektierenden Anstrich versehen ist.