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Die
Erfindung betrifft einen Schaltschrank zur Aufnahme von elektronischen
Baugruppen mit einer Deckplatte und einer Bodenplatte und dazwischen
angeordneten Vertikalprofilholmen.
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Schaltschränke sind
in der Regel in einer vierstufigen Hierarchie aufgebaut. Auf der
untersten Stufe befinden sich die Bauelemente und Komponenten, die
auf Baugruppen plaziert sind. Die Baugruppen bilden die zweite Hierarchiestufe,
die ihrerseits wiederum von Baugruppenträgern (Ebene 3) aufgenommen
werden. Die Baugruppenträger
werden letztlich in einem Schaltschrank angeordnet, der die oberste
Ebene der Hierarchie bildet. Dieser hierarchische Aufbau ist auch
in der Norm IEC 60297 bzw. 60917 definiert.
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Ein
derartiger Aufbau bietet eine gute Modularität und eine sehr große Flexibilität. Die Baugruppen
und Baugruppenträger
sind miteinander kombinierbar und können in alle, der Norm entsprechenden Schaltschränke aufgenommen
werden. Ein Austausch einzelner Baugruppen oder Baugruppenträger lässt sich
leicht be werkstelligen, so dass auf einfache Weise elektronische
Systeme in einem Schaltschrank verändert, erweitert oder an neue
Anforderungen angepasst werden können.
Nachteilig ist jedoch, dass nicht der komplette Raum im Schaltschrank
zur Aufnahme von Baugruppen zur Verfügung steht, da für die Aufnahme
der Baugruppenträger
und deren Befestigung ausreichend Platz zur Verfügung gestellt werden muss.
Darüber
hinaus sind derartige Schaltschränke
recht schwer, da die Baugruppenträger ihrerseits ein eigenes
Gehäuse umfassen.
Gehäuse
von Baugruppenträgern
wiegen bis zu mehreren 10 kg. Eine Montage im Schaltschrank, vor
allem im oberen Bereich ist dann nur mit mehreren Personen möglich. Die
positive, mit dem zusätzlichen
Gehäuse
einhergehende Schirmwirkung, ist jedoch nur in den Fällen gewünscht oder
erforderlich, in denen sensible Baugruppen in elektromagnetisch
rauben Umgebungen eingesetzt werden müssen. Häufig kann auf die Schirmwirkung
durch den Baugruppenträger
verzichtet werden.
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Aus
der Patentschrift DD 269 514 A1 ist ein Gestell bekannt, bei dem
auf einen Fußrahmen
ein oder mehrere Gestellmodule zur Aufnahme von Baugruppen gestapelt
werden. Die Gestellmodule sind für
sich eigenstabil. Sie werden über
Profilschienen miteinander verbunden. Den oberen Abschluss des Gestellmoduls
bildet ein Kopfrahmen. Zwischen dem Fußrahmen und dem Kopfrahmen
können
hintere seitliche Verblendungsprofile vorgesehen sein, die für die Kabelführung geeignet
sind. Nachteilig an dieser Konstruktion ist jedoch, dass ein zwischen
zwei Gestellmodulen befindliches Modul nur ausgetauscht werden kann,
wenn die komplette Gestellkonstruktion auseinandergebaut wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schaltschrank vorzuschlagen,
der sich durch eine hohe Modularität auszeichnet, gegenüber herkömmlichen
Schaltschränken
mehr Platz zur Aufnahme von Baugruppen bietet und insgesamt leichter
ist als typische Schaltschränke.
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Gelöst wird
die Aufgabe erfindungsgemäß durch
einen Schaltschrank zur Aufnahme von elektronischen Baugruppen,
der eine Bodenplatte, eine Deckplatte und zwischen Boden- und Deckplatte
angeordnete Vertikalprofilholme hat. Die Vertikalprofilholme weisen
je mindestens einen Anbauschenkel auf. Querprofilschienen sind zwischen
zwei Vertikalprofilholmen angeordnet, wobei eine Stirnseite der Querprofilschienen
an den Anbauschenkel anliegt. Die Querprofilschie nen sind so angeordnet,
dass die elektronischen Baugruppen von ihnen gehalten werden. Die
elektronischen Baugruppen können
direkt in den Schaltschrank montiert werden, ohne dass es eines
zusätzlichen
Baugruppenträgers
oder anderer mechanischer Aufnahmen bedarf. Dadurch kann der komplette
Raum zwischen den beiden vorderen Vertikalprofilholmen zur Aufnahme
der Baugruppen ausgenutzt werden. Es ergibt sich somit ein Platzgewinn von
circa 60 mm je Baugruppenebene gegenüber herkömmlichen Schaltschränken. Darüber hinaus
ist der Schaltschrank sehr kostengünstig, da keine teuren Baugruppenträger zusätzlich verwendet
werden müssen,
um die Baugruppen im Schaltschrank aufzunehmen. Auch die Konstruktion
des Schaltschranks ist sehr preisgünstig, bei der zum Aufbau wenige
gleiche Teile verwendet werden, die in größeren Stückzahlen produziert werden
können.
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Auf
den Einbau von Baugruppenträgern kann
verzichtet werden, so dass der Schaltschrank insgesamt auch leichter
ist als herkömmliche
Schaltschränke.
Die Modularität
und Flexibilität
bleibt bei dem erfindungsgemäßen Schaltschrank
jedoch vollumfänglich
erhalten. Jede einzelne Baugruppe kann unabhängig von anderen ausgetauscht
werden. Eine Umrüstung,
Erweiterung oder Anpassung an geänderte
Anforderungen kann somit einfach und unkompliziert durchgeführt werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weisen die Anbauschenkel mehrere Befestigungslöcher auf. Befestigungselemente
greifen durch die Befestigungslöcher
der Anbauschenkel in die Stirnseiten der Querprofilschienen ein
und halten so die Vertikalprofilholme mit den Querprofilschienen
zusammen. Die Befestigungselemente können als Schrauben, Nieten
oder Klemmen ausgebildet sein. Die Verwendung der Befestigungselemente
führt zu
einer höheren
Stabilität
des Schaltschranks.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung des Schaltschranks weisen die
Anbauschenkel der hinteren und vorderen Vertikalprofilholme gegeneinander. Die
Querprofilschienen, die jeweils zwischen den Anbauschenkeln der
vorderen Vertikalprofilholme bzw. der hinteren Vertikalprofilholme
befestigt sind, sind durch diese Anordnung der Anbauschenkel in
das Innere des Schaltschranks zurückversetzt. Baugruppen, die
von den Querprofilschienen getragen werden, lassen sich somit ebenfalls
ins Innere des Schaltschranks verschieben; sie stehen nicht aus dem Schaltschrank
heraus und sind somit gegen mechanische Einflüsse von außen geschützt.
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Bevorzugt
sind die Anbauschenkel an einer Holminnenseite des Vertikalprofilholms
angeordnet. Dadurch sind die Befestigungselemente, die durch die
Befestigungslöcher
der Anbauschenkel in die Stirnseiten der Querprofilschienen eingreifen,
ebenfalls leicht nach innen versetzt. Sie stehen nicht heraus, so
dass die Vertikalprofilholme die äußeren Begrenzungen des Schaltschranks
bilden. Die Anbauschenkel können
aber auch an einer Holmaußenseite
der Vertikalprofilholme angeformt sein.
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Als
besonders vorteilhaft erweist sich ein Schaltschrank, bei dem eine
Seitenwand zwischen den Anbauschenkeln und der Querprofilschiene
angeordnet ist. Bei dieser Ausführung
kann die Seitenwand und die Querprofilschiene in einem Arbeitsgang
zusammengesetzt werden. Darüber
hinaus erhält
der Schaltschrank schon beim Aufbauen eine hohe Stabilität. Zur Befestigung
der Seitenwand und der Querprofilschienen können die selben Befestigungselemente
verwendet werden. Die Montage des Schaltschranks wird dadurch kostengünstiger
und schneller.
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Bevorzugt
ist eine Seitenwand von außen
an den Vertikalprofilholmen befestigt. Die Seitenwand bildet den äußeren Abschluss
des Schaltschranks. Es entsteht eine glatte, optisch ansprechende
Seitenverkleidung. Befestigungselemente, die die Querprofilschienen
mit den Anbauschenkeln verbinden, sind von außen nicht sichtbar. Sie sind
hinter der Seitenwand geschützt
und können
weder beschädigt noch
versehentlich gelöst
werden. Der zusätzliche Raum
zwischen Seitenwand und Schrankinnenraum steht für die Kabelverlegung zur Verfügung.
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Vorteilhafterweise
weist der Schaltschrank zwischen der Seitenwand und dem Anbauschenkel Dichtungsstreifen
auf. Die Dichtungsstreifen sorgen für eine staub- und wasserdichte
Abdichtung zwischen Seitenwand und Vertikalprofilholm. Anderenfalls
bestünde
die Gefahr, dass die Baugruppen im Schaltschrank zu sehr verschmutzen
oder dass Wasser in den Schaltschrank eindringen kann. Die Abdichtung
wird verbessert, wenn weitere Dichtungen zwischen die Seitenwand
und das Deckblech bzw. das Bodenblech eingesetzt werden und wenn
zusätzlich
eine Rückwand
an die hinteren Vertikalprofilholme montiert wird. Die Dichtungsstreifen
können auch
elektrisch leitfähig
ausgebildet sein und so einen niederohmigen Kontakt zwischen Seitenwand und
Anbauschenkel herstellen, um eine verbesserte Schirmwirkung zu erzeugen.
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In
vorteilhafter und zweckmäßiger Weiterbildung
der Erfindung ist eine Seitenwand mit zwei Vertikalprofilholmen
einstückig
verbunden. Die Seitenwand ist zwischen den beiden Vertikalprofilholmen angeordnet.
Die Anbauschenkel der Vertikalprofilholme gehen dabei nahtlos in
die Seitenwand über.
Derart profilierte Seitenwände
weisen eine hohe Stabilität
auf. Der Aufbau der Schaltschränke
ist besonders einfach. Darüber
hinaus entstehen zwischen den Vertikalprofilholmen und der Seitenwand
keine Schlitze, so dass zum einen eine höhere Schirmwirkung des Schaltschranks
auch ohne zusätzliche Kontaktelemente
erreicht werden kann. Zum anderen bieten derartige Seitenwände einen
guten Schutz gegen Umwelteinflüsse.
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In
einer bevorzugten Ausführung
sind horizontal ausgerichtete Führungsschienen
vorgesehen, die von wenigstens zwei Querprofilschienen gehalten sind.
Die Führungsschienen
verlaufen von einer vorderen Querprofilschiene gerade nach hinten
zu einer hinteren Querprofilschiene. Sie dienen zur Aufnahme und
zur Führung
von Baugruppen. Durch eine geeignete Anordnung von mehreren Führungsschienen lässt sich
ein genormtes Rastermaß zur
Aufnahme der Baugruppen realisieren. Auch wird sichergestellt, dass
ein ausreichender Abstand zwischen zwei benachbarten Baugruppen
gegeben ist. Auf der anderen Seite kann der zur Verfügung stehende
Platz durch eine geeignete Plazierung der Führungsschienen optimal ausgenutzt
werden.
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Bevorzugt
sind die Querprofilschienen des Schaltschranks als Modulschienen
ausgebildet und weisen eine nach außen gerichtete T-Nut auf. Die Modulschienen
sind aus Baugruppenträgern
bekannt. Sie werden in großen
Stückzahlen
hergestellt und sind daher entsprechend preiswert. Durch die Verwendung
der gleichen Modulschienen wie in den Baugruppenträgern wird
die Kompatibilität
zwischen unterschiedlichen Systemen hergestellt. Baugruppen, die
in Baugruppenträgern
eingesetzt werden, können
auch im erfindungsgemäßen Schaltschrank aufgenommen
werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen Schaltschrank mit
Vertikalprofilholmen, perspektivisch;
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2 eine Detailzeichnung der
linken oberen Ecke des Schaltschranks von 1 Schnitt; und
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3 eine alternative Ausführungsform
eines Schaltschranks mit einer einstückigen Seitenwand, als Prinzipskizze.
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Der
Schaltschrank gemäß 1 umfasst eine Bodenplatte 1,
eine Deckplatte 2 und vier zwischen Bodenplatte 1 und
Deckplatte 2 angeordnete Vertikalprofilholme 3.
Die Vertikalprofilholme 3 sind jeweils in den Ecken der
Bodenplatte 1 bzw. der Deckplatte 2 befestigt.
Schrauben 4 greifen durch die Deckplatte 2 in
die Stirnfläche
der Vertikalprofilholme 3 ein.
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An
einer Holminnenseite 5 des Vertikalprofilholms 3 erstreckt
sich ein Anbauschenkel 6 parallel zu einer Außenkante
der Bodenplatte 1. Die Anbauschenkel 6 sind so
ausgerichtet, dass jeweils der Anbauschenkel 6 des vorderen
Vertikalprofilholms 3 und der Anbauschenkel 6 des
hinteren Vertikalprofilholms 3 gegeneinander weisen. An
der Innenseite der Anbauschenkel 6 ist eine Seitenwand 7 befestigt. Die
Seitenwand 7 ist in Bezug auf die Außenkante der Bodenplatte 1 und
der Deckplatte 2 ins Schrankinnere versetzt.
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Im
Inneren des Schaltschranks erstrecken sich Querprofilschienen 8 zwischen
der rechten und der linken Seitenwand 7. Sie sind sind
horizontal ausgerichtet und verlaufen parallel zu der Vorderkante des
Schaltschranks. Alle Querprofilschienen 8 werden zwischen
den Seitenwänden 7 durch
Presspassung gehalten. Die Querprofilschienen 8 sind in
zwei vertikalen Reihen angeordnet, wobei die eine Reihe der Querprofilschienen 8 nahe
an den Vertikalprofilholmen 3 angeordnet sind. Die zweite
Reihe von Querprofilschienen 8' ist etwa in der Schrankmitte zwischen
den beiden Seitenwänden 7 angeordnet. Zu
jeder Querprofilschiene 8 der vorderen Reihe befindet sich
auf gleicher Höhe
eine Querprofilschiene 8' in
der hinteren Reihe. Eine Baugruppe, ein Einschub oder eine Box wie
beispielsweise eine Stromversorgungseinheit wird üblicherweise
von vier Querprofil schienen 8, 8' gehalten. Die Baugruppe ist dann zwischen
zwei unteren Querprofilschienen 8, 8', auf denen
sie aufliegt, und zwei oberen Querprofilschienen 8, 8' eingefasst.
Die Querprofilschienen 8, 8' sind so im Schaltschrank angeordnet,
dass die Baugruppen direkt von den Querprofilschienen 8, 8' gehalten werden.
Dabei ist das in der Schaltschranktechnik bekannte Rastermaß einzuhalten.
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Die
Querprofilschienen 8 in der vorderen Reihe sind als Modulschienen
ausgebildet, die eine T-Nut in der vorderen Schmalseite aufweisen.
In die T-Nut können
Befestigungsschrauben zur Fixierung der eingeschobenen Baugruppen
eingedreht werden.
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In
der hinteren Reihe von Querprofilschienen 8' sind zusätzliche Querprofilschienen 8' vorgesehen,
die zur Stabilitätserhöhung und
als hinterer Anschlag für
Baugruppen dienen.
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Die
Detailansicht von 2 zeigt
einen Schnitt durch den vorderen linken Eckbereich des Schaltschranks,
wobei keine Seitenwand montiert ist. An der Holminnenseite 5 des
Vertikalprofilholms 3 erstreckt sich der Anbauschenkel 6 nach
hinten. Die Querprofilschiene 8 ist mit einer Befestigungsschraube 9 fixiert,
die in die Stirnfläche
der Querprofilschiene 8 eingreift. Zwei Baugruppen 10 sind
auf der Querprofilschiene 8 gelagert. Sie sind so weit
in das Schrankinnere hineingeschoben, bis ihre Frontplatten 11 an
die vordere Schmalseite der Querprofilschiene 8 anliegen.
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2 lässt erkennen, dass die äußere Baugruppe 10 nahe
an dem Vertikalprofilholm 3 angeordnet ist. Lediglich ein
kleiner Spalt 12 bleibt zwischen dem Anbauschenkel 6 und
der Frontplatte 11 bestehen. Somit steht der gesamte Raum
zwischen den beiden vorderen Querprofilholmen 3 für Baugruppen zur
Verfügung.
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3 lässt den vorderen linken Bereich
eines alternativ ausgeführten
Schaltschranks erkennen. Ein Profilholm 13 ist einstückig mit
einer Seitenwand 14 verbunden. An der Außenseite
des Profilholms 13 ist ein Anbauschenkel 6 angeformt,
der nahtlos in die Seitenwand 14 übergeht. Die Querprofilschiene 8 ist
am Anbauschenkel 6 mit dem Profilholm 13 verbunden.
Die Querprofilschiene 8 ist zwischen den vorderen rechten
und linken Profilholm 13 eingepresst.
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Die
Baugruppen 10 werden von der Querprofilschiene 8 gehalten.
Die linke Baugruppe 10 ist so nah an den Profilholm 13 herangeschoben,
dass lediglich ein kleiner Spalt 12 frei bleibt. Bei dieser
Ausführungsform
ergibt sich zwischen der Seitenwand 14 und der Baugruppe 10 ein
Leerraum 15, der zur Kabelverlegung genutzt werden kann.
Der Leerraum 15 hat wenigstens die gleiche Breite wie der
Profilholm 13.
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- 1
- Bodenplatte
- 2
- Deckplatte
- 3
- Vertikalprofilholm
- 4
- Schrauben
- 5
- Holminnenseite
- 6
- Anbauschenkel
- 7
- Seitenwand
- 8,
8'
- Querprofilschiene
- 9
- Befestigungsschraube
- 10
- Baugruppe
- 11
- Frontplatte
- 12
- Spalt
- 13
- Profilholm
- 14
- Seitenwand
- 15
- Leerraum