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Die Erfindung betrifft eine Schaltschrankanordnung zur Aufnahme elektrischer Bauteile, die wenigstens einen Kühlluftkanal aufweist, mittels dessen Kühlluft in der Schaltschrankanordnung verteilt werden kann, wobei wenigstens ein Kanalabschnitt an einer Schranktür befestigt ist.
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Stand der Technik
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Zum Abführen von Wärme, die durch elektrische Bauteile bei deren Betrieb abgegeben wird, ist es in der Regel nötig, Schaltschränke mit einem effizienten Kühlsystem zu versehen, mittels dessen die Kühlluft in dem Schaltschrank verteilt und gezielt den Wärme produzierenden elektrischen Bauteilen zugeführt werden kann.
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Beispielweise ist aus der
WO 2011/124490 A2 eine Laserbearbeitungsmaschine mit einem integrierten Schaltschrank bekannt, bei welcher ein Lüftungskanal in einer Tragplattform des Schaltschranks angeordnet ist. Der Schaltschrank und dessen Lüftungskanal sind platzsparend in der Laserbearbeitungsmaschine integriert, da der Lüftungskanal in der Tragplattform verläuft, welche ohnehin zur Aufnahme anderer Bauteile einen geeigneten Hohlraum aufweist. Im Falle einer separat aufstellbaren Schaltschrankanordnung entsteht durch die Integration des Kühlkanals in eine ansonsten nicht in diesem Ausmaß erforderlichen Tragplattform aber ein relativ höher Platzbedarf.
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Aus der
US 7,447,022 B2 ist eine Schaltschrankanordnung bekannt, bei welcher ein Kühlkanal baulich kompakt im Bereich der Abdeckung der Schaltschrankanordnung anordnet ist. Nachteilig ist bei dieser Konstruktion, dass nach Abnahme der Abdeckung der Kühlkanal den Zugriff auf die elektrischen Bauteile im Schrankinnenraum behindert und gegebenenfalls abmontiert werden muss.
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Die
US 3,120,160 beschreibt einen Kühlkanal für einen Schaltschrank, bei welchem ein Kanalabschnitt an einer schwenkbaren Schranktür befestigt ist. Am Boden des Schrankinnenraums ist ein Gebläse angeordnet, das mit einem Anschlussstutzen versehen ist, der zur Schranktür hin eine Zuströmöffnung aufweist. Die Zuströmöffnung ist bei geschlossener Schaltschranktür mit dem Kanalabschnitt, der an der Innenseite der Schranktür befestigt ist, strömungsverbunden ist. Das Gebläse und der Anschlussstutzen nehmen einen relativ großen Platz im Innenraum des Schaltschranks ein. Außerdem besteht die Gefahr, dass der nach vorne ragende Anschlussstutzen bei geöffneter Schranktür versehentlich beschädigt wird, wenn z. B. elektrische Bauteile im Schrankinnenraum montiert werden.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, eine Schaltschrankanordnung mit einem kompakt bauenden Kühlsystem bereitzustellen.
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Beschreibung der Erfindung
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Gelöst wird die Aufgabe durch eine Schaltschrankanordnung mit den Merkmalen von Anspruch 1.
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Die erfindungsgemäße Schaltschrankanordnung zur Aufnahme elektrischer Bauteile weist wenigstens einen Kühlluftkanal auf, mittels dessen Kühlluft in der Schaltschrankanordnung verteilt werden kann, wobei die Schaltschrankanordnung wenigstens ein Schranksegment umfasst, das mit wenigstens einer Schranktür versehen ist, die um eine Schwenkachse schwenkbar ist, um den Zugriff auf den für elektrische Bauteile vorgesehenen Schrankinnenraum zu ermöglichen. Wenigstens ein Kanalabschnitt des Kühlluftkanals ist an der Schranktür befestigt und gemeinsam mit der Schranktür um die Schwenkachse schwenkbar. Dabei ist der Kanalabschnitt an der schwenkbar angebundenen Seite der Schranktür an eine Zu- oder Abströmöffnung des Kühlluftkanals angeschlossen, zumindest wenn die Schranktür geschlossen ist.
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Der Kanalabschnitt ist erfindungsgemäß folglich im Bereich des Schwenkgelenks bzw. der schwenkbaren Aufhängung der Schranktür an einen anderen Abschnitt des Kühlkanals angeschlossen. Dieser Abschnitt kann durch einen Anschlussstutzen gebildet sein, der von einem Kühlaggregat zu dem Kanalabschnitt geführt ist und eine Zuströmöffnung für die Kühlluft aufweist, an welcher ein Ende des Kanalabschnitts zumindest bei geschlossener Schranktüre angebunden ist. Alternativ oder ergänzend kann aber auch ein Ende des Kanalabschnitts zumindest bei geschlossener Schranktüre im Bereich der Schranktürschwenkachse mit einem weiteren Kanalabschnitt verbunden sein, der in Strömungsrichtung stromabwärts angeordnet ist.
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Durch die Anordnung der Anschlussstelle des Kanalabschnitts im Bereich des Schwenkgelenks, kann der Anschluss des Kanalabschnitts platzsparend, insbesondere im Schaltschrankinnenraum, untergebracht werden. Zudem ist es so möglich die Gefahr, dass der Anschluss des Kanalabschnitts bei der Montage oder Demontage von elektrischen Bauteilen beschädigt wird, zu reduzieren.
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Vorzugsweise ist die Zu- oder Abströmöffnung des Kanalabschnitts in der Seitenwand des Schranksegments angeordnet, seitens derer die Schranktür schwenkbar angebunden ist.
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Die Kühlung der elektrischen Bauteile sollte im Wesentlichen bei geschlossenen Schranktüren erfolgt. Bei geöffneten Schranktüren ist der Schaltschrankinnenraum ohnehin zur Umgebung hin geöffnet. Daher ist es nicht erforderlich, dass der Kanalabschnitt auch bei geöffneter Schranktür an die Zu- bzw. Abströmöffnung angeschlossen ist. Falls erforderlich, kann der Anschluss des Kanalabschnitts an die Zu- oder Abströmöffnung aber beispielsweise auch durch eine elastische Manschette erfolgen, die bei geöffneter Schranktür die Strömungsverbindung aufrechthält.
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Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel verläuft der Kanalabschnitt senkrecht zur Schwenkachse der Schranktür. Dabei verläuft der Kanalabschnitt auf einem möglichst kurzen Weg von der angebundenen Schranktürseite zur gegenüberliegenden.
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Im Falle einer bevorzugten Variante verläuft die Schwenkachse der Schranktür vertikal. Schranktüren mit vertikalen Schwenkachsen haben gegenüber Schranktüren mit horizontalen Schwenkachsen den Vorteil, dass sie sich nicht durch ihr Eigengewicht von selbst schließen. Auf Feststellvorrichtungen um die Schranktür in einer geöffneten Stellung zuhalten, wenn im Schrankinnenraum gearbeitet werden muss, kann daher bei Schranktüren mit vertikalen Schwenkachsen in der Regel verzichtet werden. Wie bereits erläutert, ist es vorteilhaft, wenn der Kanalabschnitt senkrecht zur Schwenkachse der Schranktür verläuft. Folglich verlaufen bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel die Schwenkachse vertikal und der Kanalabschnitt horizontal.
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Bei einer materialsparenden Erfindungsvariante bildet ein Teil der Schranktürwand einen Teil der Kanalwand des Kanalabschnitts.
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Ein flexibel gestaltbares Kühlsystem ergibt sich im Falle einer bevorzugten Variante, indem zur Ausbildung des Kanalabschnitts ein Kanalbauteil lösbar an der Schranktür befestigt ist.
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Fertigungstechnisch vorteilhaft ist ein Ausführungsbeispiel, bei welchem der Kanalabschnitt mittels eines an der Schranktür befestigten Kanalbauteils in Form eines Blechprofils gebildet ist.
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Platzsparend ist der Kanalabschnitt bzw. das Kanalbauteil an der Innenseite der Schranktür angeordnet. Dies erfolgt bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel, indem der Kanalabschnitt durch ein an der Schranktürinnenseite befestigtes Profil gebildet ist, das zumindest teilweise zur Schranktürinnenseite hin offen ist.
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Vorzugsweise weist der Kanalabschnitt entlang seines Verlaufes wenigstens eine Ausströmöffnung in den Schrankinnenraum auf. Der Kanalabschnitt dient somit nicht nur zur Weiterleitung von Kühlluft, sondern erfüllt zudem die Funktion der gezielten Zuleitung der Kühlluft zu elektrischen Bauteilen.
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Ein Kanalsystem zur Verteilung von Kühlluft über längere Strecken, das zudem vorteilhaft in die Schaltschrankanordnung integriert ist, ergibt sich, indem das Schranksegment zumindest eine zweite Schranktür aufweist, die um eine zweite Schwenkachse schwenkbar ist, wobei ein zweiter Kanalabschnitt an der zweiten Schranktür befestigt ist und gemeinsam mit der zweiten Schranktür um die zweite Schwenkachse schwenkbar ist, und wobei der Kanalabschnitt an der ersten Schranktür und der Kanalabschnitt an der zweiten Schranktür strömungsverbunden sind, zumindest wenn die beiden Schranktüren geschlossen sind.
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Strömungstechnisch ist vorteilhaft eine Weiterbildung der Erfindung, bei welcher der erste Kanalabschnitt in Kühlluftströmungsrichtung vor dem zweiten Kanalabschnitt angeordnet ist, wobei der erste Kanalabschnitt einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist, als der zweite Kanalabschnitt.
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Im Falle einer bevorzugten Erfindungsvariante wird der Querschnittsprung zwischen den Kanalabschnitten zugleich genutzt, um eine Ausströmöffnung in den Schrankinnenraum zu bilden.
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Durch eine robuste Konstruktion zeichnet sich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel aus, bei welchem ein Kanalbauteil eines der Kanalabschnitte über den Rand der Schranktür hinausragt, an welcher der Kanalabschnitt befestigt ist, und bei geschlossenen Schranktüren teilweise ein Kanalbauteil des Kanalabschnitts umgreift, der an der anderen Schranktür befestigt ist.
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Um dem Kühlkanal Kühlluft zuzuführen, weist die Schaltschrankanordnung vorzugsweise ein Kühlaggregat auf, das insbesondere seitlich neben dem Schranksegment angeordnet ist.
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Besonders vorteilhaft dient der bzw. dienen die Kanalschnitte zur Zuführung von Kühlluft zu einem zweiten Schranksegment. Auf diese Weise ergibt sich eine mehrsegmentige Schaltschrankanordnung mit einem platz- und materialsparenden Kühlkanal.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
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1 eine Schaltschankanordnung mit drei Schranksegmenten und einem seitlich angeordneten Kühlaggregat,
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2 eine abschnittweise Innenansicht der Schranktüren eines Schranksegments der Schaltschrankanordnung aus 1.
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3 und 4 zwei Kanalbauteile des Schranksegments aus 2 und
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5 bis 7 schematische Darstellungen von drei Beispielen für Kanalabschnitte eines Kühlkanals.
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In 1 ist eine Schaltschrankanordnung 1 zur Aufnahme elektrischer Bauteile 2 gezeigt. Beispielhaft weist die Schaltschrankanordnung 1 drei einzelne Schranksegmente 3 auf. Die Schranksegmente 3 sind horizontal nebeneinander aufgestellt. Seitlich neben dem ersten Schranksegment 3 ist außerdem ein Kühlaggregat 4 der Schaltschrankanordnung 1 vorgesehen, welches mit einer Luftansaugung 24 versehen ist. Die drei Schranksegmente 3 weisen jeweils zwei Schranktüren 5 auf, die um vertikale Schwenkachsen 6 schwenkbar sind, um den Zugriff auf die für die elektrischen Bauteile 2 vorgesehenen Schrankinnenräume 7 der Schranksegmente 3 zu ermöglichen.
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Die Schaltschrankanordnung 1 weist einen Kühlluftkanal 8 auf, mittels dessen Kühlluft ausgehend von dem Kühlaggregat 4 in der Schaltschrankanordnung 1 verteilt werden kann. Der beispielhaft gezeigte Kühlkanal 8 umfasst zumindest vier Kanalabschnitte 9, die jeweils durch wenigstens ein Kanalbauteil 10 gebildet sind und an der Innenseite einer Schranktür 5 befestigt sind. Die Kanalabschnitte 9 sind gemeinsam mit der Schranktür 5, an welcher sie befestigt sind, um die Schwenkachse 6 schwenkbar.
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Der in Strömungsrichtung 11 der Kühlluft auf das Kühlaggregat 4 zuerst folgende Kanalabschnitt 9 ist an der schwenkbar angebundenen Seite 12 der Schranktür 5 an eine Zuströmöffnung 13 eines Anschlussstutzens 14 des Kühlaggregats 4 angeschlossen, zumindest wenn die Schranktür 5 geschlossen ist. Bei geschlossenen Schranktüren 5 sind sämtliche vier Kanalabschnitte 9 strömungsverbunden. Die Kanalabschnitte 9 des ersten Schanksegments 3 dienen insofern zumindest auch zur Zuführung von Kühlluft zum zweiten Schranksegment 3 und die Kanalabschnitte 9 des zweiten Schanksegments 3 zur Zuführung von Kühlluft zum dritten Schranksegment 3. Der durch die Kanalabschnitte 9 gebildete Kühlkanal 8 verläuft horizontal und senkrecht zu den Schwenkachsen 6 der Schranktüren 5.
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Die Zu- bzw. Abströmöffnungen 13, an welchen die Kanalabschnitte 9 seitens der schwenkbar angebundenen Schranktürseite 12 angeschlossenen sind, sind jeweils in einer Seitenwand 15 der Schranksegmente 3 untergebracht. Es versteht sich, dass die türfesten Kanalabschnitte 9 zwischen den Schranksegmenten 3 nicht unmittelbar miteinander verbunden sein müssen. Beispielsweise können zwischen den Schranksegmenten zusätzlich kurze (nicht gezeigte) Kanalabschnitte vorgesehen sein, die in die Seitenwände 15 der Schranksegmente 3 integriert sind.
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In 2 ist ausschnittweise eine Innenansicht der Schranktüren 5 des ersten Schranksegments 3 dargestellt. Zur Ausbildung der Kanalabschnitte 9 ist jeweils ein Kanalbauteil 10 lösbar im unteren Bereich an der Innenseite 16 einer der Schranktüren 5 lösbar befestigt. Ein Teil der Innenseite 16 der Schranktürwand bildet einen Teil der Kanalwand der Kanalabschnitte 9.
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Aus 2 ist ersichtlich, dass bei geschlossenen Schranktüren 5 zwischen den Kanalbauteilen 10 ein Spalt 17 vorgesehen ist, welcher eine Ausströmöffnung 18 in den Schrankinnenraum 7 bildet. Außerdem weist das erste Kanalbauteil 10 im Bereich des Spaltes 17 eine Aussparung 19 auf, welche zu einer Erweiterung der Ausströmöffnung 18 führt. Demnach weist der erste Kanalabschnitt 9 entlang seines Verlaufes wenigstens eine Ausströmöffnung 18 in den Schrankinnenraum 7 auf.
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An seinem in Strömungsrichtung 11 vorderen Ende 20 ist der erste Kanalabschnitt 9 mit der Zuströmöffnung 13 des Anschlussstutzens 14 verbunden. Wenn die Schranktür 5 offen ist, entsteht zwischen dem Ende 20 des Kanalabschnitts 9 und der Zuströmöffnung 13 ein Spalt. Gegebenenfalls kann der Übergang auch mittels einer elastischen Manschette oder ähnlichen erfolgen, um den Spalt zu verschließen. Generell stellt der Spalt bei geöffneter Schranktür 5 aber kein Problem dar, da bei offenen Schranktüren 5 ohnehin die Funktionstüchtigkeit der Kühlung eine untergeordnete Rolle spielt. Generell können sämtliche Kanalabschnitte 9 auch zusätzlich durch elastische Kanalabschnitte verbunden werden. Diese sind aber hinderlich, teuer, anfällig und in der Regel nicht nötig.
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In den 3 und 4 sind die beiden Kanalbauteile 10 nochmals isoliert dargestellt. Die beiden Kanalbauteile 10 sind durch einfach herzustellende, C-förmige Blechprofile gebildet. Die Kanalbauteile 10 werden mit ihrer offenen Seite an den Innenseiten 16 der Schranktüren 5 befestigt. Der kürze Schenkel 21, der der Innenseite 16 der Schranktür 5 zugewandt ist, dient zum Einhängen der Kanalbauteile 10 in eine nicht gezeigte Aufnahme an der Türinnenseite 16. Außerdem weisen die Kanalbauteile 10 noch jeweils zwei Blechösen 22 auf, mittels derer sie mit den Schranktüren 5 verschraubt werden können.
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In den 5 bis 7 sind drei alternative Ausführungen der Kanalabschnitte 9 schematisch dargestellt. Die Variante gemäß 5 entspricht im Wesentlichen der Variante aus den 1 bis 4, bei welcher die Kanalabschnitte 9 im Wesentlichen einen gleich großen Querschnitt umschließen.
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Die Variante gemäß 6 unterscheidet sind vor allem dadurch, dass der Kanalabschnitt 9, der in Strömungsrichtung der Kühlluft vor einem weiteren Kanalabschnitt 9 angeordnet ist, einen größeren Strömungsquerschnitt aufweist. Durch den Querschnittsprung wird zwischen den Kanalabschnitten 9 eine Ausströmöffnung 18 in den Schrankinnenraum 7 gebildet.
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Bei der Variante gemäß 7 sind die Kanalabschnitte 9 mit beispielsweise jeweils zwei Aussparungen 23 versehen, welche Ausströmöffnungen 18 in den Schrankinnenraum 7 bilden. Die Position und Größe der Ausströmöffnungen 18 kann gezielt auf die Position der zu kühlenden Bauteile 2 im Schrankinnenraum 7 und deren Kühlbedarf abgestimmt werden.
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Im Falle einer nicht gezeigten Variante kann auch ein Kanalbauteil eines der Kanalabschnitte über den Rand der Schranktür hinausragen, an welcher der Kanalabschnitt befestigt ist. Bei geschlossenen Schranktüren umgreift dieses Kanalbauteil zumindest teilweise ein Kanalbauteil des Kanalabschnitts, der an der anderen Schranktür befestigt ist. Es ergibt sich eine relativ dichte Strömungsverbindung mit einfachen Mitteln.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2011/124490 A2 [0003]
- US 7447022 B2 [0004]
- US 3120160 [0005]
