DE10119095A1 - Schaltschrank mit integrierter Wärmeabteilung für elektrische und elektronische Geräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank für elektrische und elektronische Geräte, der staub- und wasserdicht abgeschlossen ist, zumindest teilweise eine mehrschalige Wand besitzt, der die im inneren entstehende Wärme durch die Gehäusewand nach außen abgibt und der den Einbauten auch dann genügend Schutz bietet, wenn er im Freien aufgestellt wird, wie er aus DE 198 12 117 A1 bekannt ist. Um eine ausreichende Wärmeübertragung durch die Gehäusewand zu ermöglichen, wird diese so mit Körpern versehen, daß die wärmetauschende Oberfläche vergrößert wird.

Die Gewährleistung eines ausreichenden Schutzes vor Umwelteinflüssen für elektrische und elektronische Geräte durch einen im Freien aufgestellten Schrank bedingt eine staub- und wasserdichte Ausführung des Schrankes. Die im Inneren des Schrankes entstehende oder durch Sonneneinstrahlung in den Schrank eingebrachte Wärme, kann über die Gehäusewandung oder über spezielle Vorrichtungen wie Wärmetauscher oder Kühlgeräte abgeführt werden. Zum Schutz vor Sonneneinstrahlung werden die Gehäuse mehrwandig ausgeführt, wobei die Gehäusewand so von einer weiteren Außenwandung umgeben wird, daß sich zwischen beiden ein Luftraum befindet. Um eine möglichst hohe Wärmemenge über die Gehäusewand abführen zu können, strömt zwischen der äußeren Wand und der Gehäusewand ein Fluidstrom. Dies ist in der Regel eine durch wenigstens einen Lüfter unterstützte Strömung der kühlen Außenluft, welche im unteren Teil des Schrankes angesaugt wird und im Bereich der oberen Dachabdeckung austritt. Im Inneren des Schrankes befindet sich eine weitere Luftführungswand parallel zur Gehäusewand in einem Abstand, der eine Luftströmung ermöglicht. Mittels wenigstens eines weiteren Lüfters wird ein Luftstrom im Inneren des Gehäuses durch den Zwischenraum zwischen Luftführungswand und innerer Gehäusewand entlang geführt, der die Innenraumluft des Schrankes im Umlauf hält. Das Gehäuse verfügt somit über zwei voneinander unabhängige Fluidströme, die durch die Gehäusewand voneinander getrennt werden. Zur Erhöhung der Wärmeübertragungsleistung wird die Oberfläche der Gehäusewandung innen, außen oder innen und außen durch Aufbringen von Kühlkörpern oder Kühlrippen vergrößert.

Schränke dieser Bauart zeichnen sich durch einen Aufbau ohne raumgreifende Kühleinheiten und ohne negative Auswirkungen auf den Schutzgrad des Gehäuses aus. Die zur Vergrößerung der wärmetauschenden Oberflächen der Gehäusewand aufgebrachten Kühlkörper oder Kühlrippen besitzen in der Regel eine komplexe Geometrie, bestehen aus vielen Einzelteilen und ihre Herstellung und Aufbringung auf die Gehäusewand bedeuten einen erheblichen Aufwand, der die Gesamtkosten eines solchen Schrankes wesentlich beeinflußt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schaltschrank zu schaffen, der durch eine vergleichsweise einfache Vergrößerung der Gehäusewandoberflächen eine ausreichende Wärmeübertragungsleistung der Gehäusewand sichert und der sich durch einfache Herstellung und Montage kostengünstig fertigen läßt.

Dieses Problem wird durch die Merkmale des Schutzanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß sich die zur Wärmeübertragung geeignete Oberfläche des Schrankes auf besonders einfache und kostengünstige Weise vergrößern läßt, so daß die Wärmeübertragungsleistung gegenüber einer einfachen Gehäusewand signifikant erhöht werden kann. Erfindungsgemäß werden einteilige, einfach geformte Wärmeleitkörper 4, 5, 6, 7 gestaltet, die auf die Wandungen des Gehäuses 2 wärmeleitend aufgebracht werden. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Wärmeleitkörper besteht in ihrer einfachen Herstellung aus einem rechteckigen Materialzuschnitt und Standard - Umformungsverfahren wie biegen oder prägen. Eine besonders einfache Bauweise der Wärmeleitkörper ist die Ausführung in Trapezform 13. Hier wird ein gestreckter Materialzuschnitt ohne Einbringung von Löchern oder Durchbrüchen in eine trapezförmige Wellenstruktur gebracht. Die Verbindungspunkte zwischen dem Wärmeleitkörper und der Gehäusewandung werden in den Tätern 15 des Trapezes gesetzt.

In einer weiteren Variante der Wärmeleitkörper 12 werden in einen gestreckten Materialzuschnitt napfartige Vertiefungen eingeprägt. Die Unterseite dieser Näpfe 11 stellt die Verbindungspunkte zur Gehäusewand 2 dar. Die Tiefe dieser Näpfe bestimmt den Abstand der Wandung des Wärmeleitkörpers zur Gehäusewand 2.

Die Wärmeleitkörper sind in Ihren Dimensionen so gestaltet, daß sie den Freiraum zwischen der Außenwand 3 und der Gehäusewand 2 und den Freiraum zwischen der Gehäusewand 2 und der inneren Luftführungswand 1 höchstens ausfüllen, vorteilhaft ist eine Gestaltung, die zur Außenwand bzw. zur inneren Luftführungswand einen Luftraum läßt.

Schaltschränke üblicher Größe benötigen für jede Gehäusewand nur zwei erfindungsgemäße Wärmeleitkörper, jeweils einen auf der Innen- und Außenseite. Durch den symmetrischen Aufbau der Wärmeleitkörper 4, 5, 6, 7 können identische Körper für die Innen- und Außenwand des Gehäuses verwendet werden. Eine symmetrische Anordnung der Wärmeleitkörper auf der Innen- und Außenseite ermöglicht die gemeinsame Aufbringung der Wärmeleitkörper auf die Wandungen des Gehäusekörpers in einem Arbeitsgang. Die Verbindung der Wärmeleitkörper mit der Gehäusewand 2 kann durch Kleben oder Widerstands - Punktschweißen erfolgen. In einer weiteren Variante der Wärmeleitkörper 4, 5, 6, 7 werden diese aus Lochblech gefertigt, wobei die Lochung von beliebiger Form sein kann. Anstatt des Lochbleches kann auch ein Streckgitter oder ein anderes siebartiges Gewebe verwendet werden.

In einer weiteren Ausprägung wird zusätzlich zu den Gehäusewänden 2 auch die Tür 17 des Schaltschranks mit Wärmeleitkörpern 4, 5, 6, 7 versehen, was die Wärmeübertragungsleistung des Schaltschranks weiter erhöht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.

Fig. 1 stellt einen Querschnitt des Schaltschrankes in der Draufsicht dar.

Fig. 2 zeigt einen Wärmeleitkörper in Trapezform,

Fig. 3 zeigt einen Wärmeleitkörper mit eingeprägten Näpfen.

In Fig. 1 ist ein wasser- und staubdichtes Schaltschrankgehäuse 2 mit Tür dargestellt das von einer Außenwand 3 umgeben ist und das im Innenraum 10 eine innere Luftführungswand 1 besitzt. Zwischen Außenwand 3 und Gehäusewand 2 entsteht ein Luftkanal 9, durch den Umgebungsluft fließen kann, zwischen Gehäusewand 2 und innerer Luftführungswand 1 entsteht ein Luftkanal 8, durch den die Innenluft des Gehäuses fließen kann. Auf die innere Seite der Gehäusewand 2 sind die inneren Wärmeleitkörper 4 und 6 wärmeleitend aufgebracht, wobei an den Gehäuseseiten Wärmeleitkörper in trapezform 4 und an der Rückseite Wärmeleitkörper mit eingeprägten Näpfen 6 beispielhaft skizziert sind. Auf die äußere Seite der Gehäusewand 2 sind die äußeren Wärmeleitkörper 5 und 7 wärmeleitend aufgebracht, wobei an den Gehäuseseiten Wärmeleitkörper in trapezform 5 und an der Rückseite Wärmeleitkörper mit eingeprägten Näpfen 7 aufgebracht sind.

Die erwünschte Wärmeübertragung findet durch die Gehäusewand 2 statt, wobei die Wärmeleitkörper 4, 5, 6, 7 für eine vergrößerte Oberfläche der Gehäusewand 2 sorgen. Von Ventilatoren erzwungene Luftströme in den Luftkanälen 8 und 9 sorgen für den Wärmetransport. Die Luftströmung strömt an der Gehäusewand und der Längsachse der Wärmeleitkörper entlang. Der Wärmeleitkörper 4, 5 wird in den "Tälern" 15 wärmeleitend mit der Gehäusewand 2 verbunden wobei die "Berge" 16 nach außen oder in den Innenraum ragen. Die an der Rückseite des Gehäuses 2 aufgebrachten Wärmeleitkörper sind an den Böden der Napfprägungen mit der Gehäusewand verbunden. Die Wärmeleitkörper 4, 5, 6, 7 werden zweckmäßigerweise, falls sie innen und außen auf die Gehäusewand aufgebracht werden, symmetrisch angeordnet. Die Verwendung von trapezförmigen und napfförmigen Wärmeleitkörpern 4, 5, 6, 7 erfolgt alternativ und ist nicht an eine bestimmte Gehäuseseite gebunden.

Zusätzlich zur Gehäusewandung 2 kann auch die Tür 17 mit einer Außenwand 18 und einer inneren Luftführungswand 20 versehen werden, so daß die Luftkanäle 19 und 21 entstehen. Auf die Tür 17 werden dann ebenfalls Wärmeleitkörper 23 innen und 22 außen befestigt. Nach einer Einbindung der Luftkanäle in den Luftstrom stellt die Tür eine weitere Wärmetauschende Fläche dar.

Fig. 2 zeigt einen trapezförmigen Wärmeleitkörper 13, der aus einem gestrecken Materialzuschnitt durch Abkanten hergestellt werden kann und über mehrere Kanten 14 sowie über mehrere Täler 15 und Berge 16 verfügt.

Fig. 3 zeigt einen Wärmeleitkörper 12 mit geprägten Näpfen 11, der aus einem gestrecken Materialzuschnitt durch prägen der Näpfe hergestellt werden kann.

Claims (6)

1. Schaltschrank für elektrische und elektronische Geräte, der staub- und wasserdicht abgeschlossen ist, zumindest teilweise eine mehrschalige Wand besitzt, der die im inneren entstehende Wärme durch die Gehäusewand nach außen abgibt und der den Einbauten auch dann genügend Schutz bietet, wenn er im Freien aufgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung der zur Wärmeübertragung verfügbaren Fläche mindestens eine Gehäusewand 2 auf mindestens einer Seite mit einem durchgehendem Wärmeleitkörper, der aus einem Teil gefertigt wird, wärmeleitend mit der Gehäusewand verbunden wird, wobei der Wärmeleitkörper eine Fluidströmung entlang seiner Längsachse erlaubt.

2. Schaltschrank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die auf die Gehäusewand 2 aufgebrachten Wärmeleitkörper innen und außen in einer symmetrischen Anordnung aufgebracht sind, die eine gemeinsame Befestigung ermöglicht.

3. Schaltschrank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitkörper aus profilierten Körpern 13 besteht.

4. Schaltschrank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitkörper aus flachen Körpern bestehen in die napfartige Vertiefungen 11 eingeprägt sind.

5. Schaltschrank nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitkörper aus Lochblech, Streckgitter oder anderem siebartigem Material gefertigt sind.

6. Schaltschrank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Gehäusewänden auch auf der Tür 17 Wärmeleitkörper angebracht sind und daß die Luftkanäle 19 und 21 der Tür mit in den Luftstrom eingebunden sind.