I. Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft einen Verteilerschrank, der in der Regel im Freien aufgestellt
ist und die Verteilanlagen für Schwachstromsysteme, beispielsweise Telefon
anlagen, mit zugehörigen Stromversorgungseinrichtungen und Kabelab-/-an
schlusseinrichtungen für ein bestimmtes räumliches Gebiet aufnimmt.
II. Technischer Hintergrund
Derartige Verteilerschränke müssen - neben einer ausreichenden baulichen
Stabilität sowie einer Widerstandsfähigkeit gegen Vandalismus etc. - heute
weitere Forderungen erfüllen, beispielsweise dürfen keine zu starken
elektromagnetischen Strahlungen an die Umgebung abgegeben werden, und für
den Einsatz vor allem in wärmeren Ländern dürfen die Temperaturen im Inneren
des Verteilerschrankes nicht zu hoch ansteigen trotz der dort untergebrachten,
wärmeabgebenden elektrischen Baugruppen, aber auch nicht zu tief absinken.
Derartige Verteilerschränke werden grundsätzlich entweder aus Metall oder aus
Kunststoff hergestellt, wobei Kunststoff den Vorteil einer billigeren Herstellbarkeit
mit dem Vorteil eines elektrisch nicht leitenden Materiales verbindet, so daß selbst
bei außerplanmäßigen Kontaktierungen des Gehäuses des Verteilerschrankes
durch ein elektrisches Bauelement nie die Gefahr besteht, daß bei Berühren des
Gehäuses von außen die betreffende Person einen Stromschlag erhält.
Was die ausreichende Kühlmöglichkeit derartiger Verteilerschränke angeht, ist es
bereits bekannt, eine Kühlung durch Luftzirkulation zu bewirken. Zu diesem Zweck
sind - bisher nur bei aus Stahlblech bestehenden Verteilerschränken - die Wände
des Korpus doppelwandig ausgeführt, wobei im Zwischenraum zwischen den
Wänden die Umgebungsluft zirkulieren, also unten eintreten und oben austreten,
kann, wodurch einerseits ein Aufheizen des Inneren durch das Sonnenlicht und
andererseits eine Wärmeabfuhr an der inneren Wand, die durch die elektrischen
Baugruppen im Hauptraum aufgeheizt werden, bewirkt wird.
Eine solche doppelwandige Bauweise ist zwar theoretisch auch bei aus Kunststoff
hergestellten Verteilerschränken möglich, wegen der dort notwendigen größeren
Wandstärken und der durch Normungen in den verschiedenen Ländern
vorgegebenen Außen- bzw. Innenabmessungen würde dies jedoch zu
geringen inneren Freiräumen bzw. äußeren Gesamtabmessungen führen.
III. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verteilerschrank bzw.
einen Bausatz zur Herstellung eines solchen Verteilerschrankes zu schaffen,
wobei der Verteilerschrank wenigstens teilweise aus Kunststoff besteht, und
dennoch eine ausreichend gute Abschirmung gegen elektromagnetische
Abstrahlung einerseits sowie eine ausreichende Kühlmöglichkeit andererseits
bietet.
b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 26 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bisher bestanden aus Kunststoff gefertigte Verteilerschränke in aller Regel aus
einem Sockelkasten, der an der Oberseite meist offen war und ebenso an der
Unterseite, da hier die im Erdboden verlegten Kabel in den Sockel eingeführt
wurden, einem auf dem Sockel aufgesetzten Korpus, an dem eine oder zwei
Türen bzw. Klappen zum Öffnen des Korpus vorhanden waren, um die
elektrischen Einheiten im Inneren des Korpus zu montieren bzw. zu warten und zu
prüfen, sowie einen den an der Oberseite offenen Korpus nach oben gegen
Regen und andere Einflüsse schützenden, in der Regel dicht aufgesetzten,
Deckel.
Zusätzlich konnte der Korpus eine Bodenplatte als integrales oder separates
Bauteil aufweisen, welches - bis auf die Durchlässe für die Kabel - den Hauptraum
im Inneren des Korpus gegenüber dem Sockelraum abtrennte.
Ein erfindungsgemäßer Verteilerschrank kann aus diesen bekannten Bauteilen
durch Hinzunahme weiterer Bauteile geschaffen werden, die insbesondere - im
Gegensatz zu den bisher beschriebenen bekannten Bauteilen - nicht mehr
unbedingt aus Kunststoff bestehen müssen, sondern auch aus anderen
Materialien, beispielsweise Aluminium oder Stahlblech, insbesondere aus
Edelstahl, sei es aus Gründen der Abschirmung gegen elektromagnetische
Strahlung (EMV-Abschirmung), sei es aus Gründen der Wärmeleitfähigkeit.
Ein solches Zusatzteil kann ein oberes Zwischenteil sein, welches zwischen den
oberen Rand des Korpus und den nach oben abschließenden Deckel gesetzt
wird. Dieses obere Zwischenteil dient manchmal der Beheizung, meist aber der
Temperaturreduzierung im Inneren des Hauptraumes, also im Inneren des
Korpus, in dem dieser Innenraum mittels des oberen Zwischenteiles gekühlt wird,
und zwar je nach Anforderung auf unterschiedliche Art und Weise:
An dem oberen Zwischenteil, welches neben einem außen umlaufenden Rand
auch einen Zwischenboden aufweist, der vorzugsweise den Hauptraum des
Korpus nach oben hin abdichtet, können an der Unterseite des Zwischenbodens,
also auch u. U. auch etwas in den Hauptraum des Korpus hineinragend, ein oder
mehrere untere Kühlkörper befestigt sein. Diese entziehen der Luft, die im Inneren
des Hauptraumes zirkuliert, beim Entlangstreichen unter der Decke, also der
Unterseite des Zwischenbodens, Wärme, indem dieser Kühlkörper - in der Regel
ein Rippenkörper - seine Wärme durch Wärmeleitung an das ebenfalls gut
wärmeleitende Material des Zwischenbodens abgibt, mit dem er fest verbunden,
eventuell sogar einstückig ausgebildet, ist.
Das obere Zwischenteil selbst ist oberhalb seines Zwischenbodens zur
Umgebung hin nicht abgedichtet, sondern weist Öffnungen auf, beispielsweise in
den Seitenrändern angeordnete Schlitze, die dem Ein- und Austreten von
Umgebungsluft dienen, welche beim Entlangstreichen über die Oberseite des
Zwischenbodens Wärme abführt. Dies kann verstärkt werden, wenn an der
Oberseite des Zwischenbodens wiederum ein oberer Kühlkörper, vorzugsweise
an derselben Stelle wie der untere Kühlkörper, angeordnet ist. Oberer und unterer
Kühlkörper können auch einstückig miteinander ausgebildet und dicht in einem
entsprechenden Durchbruch des Zwischenbodens angeordnet sein.
Diese Wirkung ist um so stärker, je größer die Fläche des Kühlkörpers ist,
weshalb dieser in der Regel mehr als die Hälfte, etwa zwei Drittel oder drei Viertel,
der Fläche des Zwischenbodens bedecken wird.
Um das Entlangstreichen von Luft entlang der Kühlrippen auf der Oberseite des
Zwischenbodens zu optimieren, ist es insbesondere vorteilhaft, diese Kühlrippen -
in der Aufsicht auf die Oberseite des oberen Zwischenteiles betrachtet - insbe
sondere sternförmig radial, beispielsweise von der Mitte des Zwischenbodens aus
abstrebend anzuordnen, und dabei den Bereich um den geometrischen
Kreuzungspunkt dieser radial verlaufenden Kühlrippen freizulassen, um dort ein
passives, also nicht angetriebenes, Radial-Lüfterrad drehbar um eine senkrechte
Achse anzuordnen. Das Radial-Lüfterrad weist dabei insbesondere in der Aufsicht
bogenförmig gekrümmte Schaufeln auf.
Durch eine solche Anordnung wird - vor allem wenn in den Seitenrändern des
oberen Zwischenteiles auf Höhe der Kühlrippen bzw. des Lüfters umlaufend
Lüftungsschlitze in ausreichender Anzahl und Größe vorhanden sind - durch in die
Lüftungsschlitze von außen hineinblasenden Wind das Lüfterrad angetrieben, und
drückt dadurch auf den gegenüberliegenden Seiten Luft radial zwischen den
Kühlrippen nach außen, wodurch eine besonders große Anzahl von Kühlrippen
ständig von Außenluft bestrichen wird.
Daneben ist optional eine Funktionsöffnung im Zwischenboden angeordnet, die
entweder durch einen Funktionsdeckel fest verschlossen sein kann, oder deren
Funktionsdeckel per Hand oder auch automatisch, nämlich bei Überschreiten
einer bestimmten Schwellentemperatur im Inneren des Hauptraumes, geöffnet
werden kann oder welche statt dessen bzw. darüber hinaus der Aufnahme
weiterer Bauteile dienen kann.
Die Funktionsteile, die in die Funktionsöffnung eingesetzt werden - wobei es im
wesentlichen unerheblich ist, ob sich die Funktionsteile dabei mehr oberhalb oder
mehr unterhalb des Zwischenbodens in vertikaler Richtung erstrecken - können
für die passive Kühlung des Hauptraumes bei geöffneter Funktionsöffnung ein
eingesetzter Luftfilter mit einem EMV-Filter sein oder auch ein aktiver, elektrisch
betriebener Lüfter, der dann durch die Funktionsöffnung hindurch warme Luft aus
dem Inneren des Korpus absaugt oder auch der vorbeschriebene passive Lüfter,
der dann in der Höhe vorzugsweise oberhalb des Zwischenbodens plaziert ist, in
den Bereich oberhalb des Zwischenbodens des oberen Zwischenteiles und durch
die dort vorhandenen Öffnungen in die Umgebung hinauspreßt.
Auch das Einsetzen eines Luft/Luft-Wärmetauschers ist möglich, der vorzugs
weise jeweils offene Primär- und Sekundärkreise aufweist, und wobei durch den
einen Kreis Luft des Hauptraumes, also aus dem Korpus, hindurchströmt,
während durch den anderen Kreis Luft aus dem Bereich oberhalb des
Zwischenbodens hindurchströmt, also von außen eingeströmte Umgebungsluft.
Damit ist die Luft des Hauptraumes immer noch gegenüber der Umgebungsluft
getrennt und von dieser abgedichtet, so daß das Eindringen von
Verschmutzungen unterbunden wird.
Das Hindurchströmen der beiden Luftarten durch die jeweiligen offenen Kreise
des Wärmetauschers kann auf einer oder auf beiden Seiten jeweils durch
angetriebene, vorzugsweise elektrisch betriebene, Lüfter unterstützt werden. Es
kann auch nur einer der beiden Kreisläufe vorhanden sein, während der andere
Kreislauf fehlt, und nur über eine entsprechend große äußere Oberfläche des
Wärmetauschers die andere Luftart darüberströmt und über Konvektion Wärme
zuführt bzw. abführt.
Ein anderes Zusatzteil kann ein - vor allem speziell gestalteter - Montagerahmen
im Inneren des Korpus sein. Der Montagerahmen ist vorzugsweise ein aus
Aluminiumprofilen zusammengesetzter selbsttragender Rahmen, der nahe der
Innenseiten des Korpus verläuft, eine hohe Stabilität besitzt, und an dem die
elektrischen Baugruppen befestigt und mit den Kabeln verbunden werden.
Zu diesem Zweck ist der Montage-Rahmen vorzugsweise quaderförmig gestaltet
mit offenen Seitenflächen, wobei die Profile entlang aller Kanten des Quaders
verlaufen. Vorzugsweise ist dabei die horizontal verlaufende Querstrebe an der
oberen, hinteren Kante - betrachtet von den frontseitigen Türen des Korpus aus -
nach unten versetzt, um dort notwendige Einbauten besser fixieren zu können.
In der Vorderfläche des Montage-Rahmens ist zusätzlich ein rechteckiger, vertikal
stehender zweidimensionaler Rahmen als Baugruppenträger vorhanden, welcher
in Horizontalrichtung verschiebbar an den oberen und unteren vorderen
Querstreben des Montagerahmens angeordnet ist. Die elektrischen Baugruppen
werden an diesem Baugruppenträger befestigt, und können so entsprechend der
Position der von unten heranreichenden Kabel durch Verschieben des
Baugruppenträgers positioniert werden. Es können auch mehr als ein solcher
Baugruppenträger im Montagerahmen vorhanden sein.
Ansonsten sind alle Außenflächen des Montagerahmens offen, und nicht flächig
geschlossen. Zusätzlich besitzt der Verteilerschrank eine EMV-Abschirmung, die
auf unterschiedliche Art und Weise realisiert sein kann, jedoch immer aus einem
Material bestehen muß, welches elektromagnetische Strahlung nicht hindurch
treten läßt.
Dieses Material kann in ausreichender Konzentration dem Kunststoff, aus
welchem der Korpus und/oder die Türen und/oder der Deckel und/oder der Sockel
usw. bestehen, beigemischt sein, oder die genannten Kunststoffteile können auf
der Innenseite mit einer Beschichtung, die dieses Material enthält bzw. aus
diesem Material besteht, versehen sein, oder der Hauptraum ist wenigstens auf
seinen Umfangsseiten, vorzugsweise auch nach unten und nach oben, mit einem
Gewebe dieses Materials ausgekleidet bzw. mit Blechen oder Lochblechen dieses
Materiales.
Die Befestigung in den beiden letztgenannten Fällen kann entweder auf den
Innenseiten des Korpus bzw. der Türen oder auf den Außenseiten des
Montagerahmens vorgesehen werden.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, den Montagerahmen nicht am Korpus, sondern
ausschließlich am Sockel bzw. einem auf dem Sockel aufgesetzten unteren
Zwischenteil zu befestigen und zusätzlich keine - in Querrichtung betrachteten -
Hinterschneidungen zwischen Montagerahmen und Korpus zuzulassen.
Denn dadurch soll eine Umrüstung bestehender Verteilerschränke ohne Betriebs
unterbrechung dadurch ermöglicht werden, daß die innerhalb des Montageraumes
fixierten und angeschlossenen elektrischen Bauelemente dort verbleiben und
auch nicht abgeklemmt werden müssen, und dennoch Deckel und Korpus nach
oben abgehoben werden können.
Dies ist häufig notwendig, um entweder den beschädigten Korpus auszutauschen,
oder um den Korpus gegen eine andere Art von Korpus, beispielsweise einen
EMV-dichten Korpus, auszutauschen, oder um zwischen der Außenseite des
Montagerahmens und der Innenseite des Korpus eine EMV-Abschirmung
montieren und danach den alten Korpus wieder aufsetzen zu können.
Ein weiteres Zusatzteil ist das untere Zusatzteil, welches zwischen dem oben
offenen Sockelkasten und dem unteren Rand des Korpus bzw. des
Montagerahmens positioniert ist.
Dieses untere Zwischenteil ist ebenfalls wieder wannenförmig ausgebildet, mit
einem Zwischenboden und einem umlaufenden Rand, und es sind ebenfalls
wieder Öffnungen vorhanden, um Luft der Umgebung in den Bereich unterhalb
des Zwischenbodens eindringen zu lassen.
Vorzugsweise wird hier eine Gestaltung gewählt, wonach im oberen Bereich des
Sockelkastens deren äußere Wand nach innen zurückversetzt ist, und damit ein
horizontaler Abstand zwischen dieser Wand des Sockelkastens und dem äußeren
Rand des unteren Zwischenteiles verbleibt, welcher als Öffnung dient, so daß
diese Öffnung von der Seite bzw. seitlich oben nicht sichtbar ist. Das gleiche
Prinzip kann auch beim oberen Zwischenteil angewandt werden.
Der Zwischenboden des Zwischenteiles ist nicht vollständig geschlossen, sondern
weist über seine Fläche verteilt mehrere Kabeldurchgangsöffnungen auf, die
wahlweise durch Deckel verschließbar sind, welche einerseits gegen
Verschmutzung, aber auch gegen elektromagnetische Abstrahlung abdichtend
wirken. Aus diesem Grund ist vorzugsweise auch das untere Zwischenteil sowie
die die Kabeldurchgangsöffnung verschließenden Deckel wiederum aus einem
EMV-abschirmenden Material, beispielsweise Aluminium, hergestellt.
Zusätzlich kann der Zwischenboden dieses unteren Zwischenteils auch eine oder
mehrere Funktionsöffnungen aufweisen, die sinngemäß den gleichen Zwecken
und damit dem Einbau der gleichen Funktionsteile dienen kann, wie anhand des
oberen Zwischenteiles beschrieben.
Der Zwischenboden kann sich aus diesem Grund entweder im oberen
Höhenbereich der vertikalen Erstreckung dieses unteren Zwischenteiles befinden,
wenn diese Funktionsteile unterhalb des Zwischenbodens positioniert werden,
oder gerade andersherum - und dies in bevorzugter Ausführungsform - im unteren
Bereich der vertikalen Erstreckung, um über dem Zwischenboden Platz zur
Anordnung solcher Funktionsteile wie einem Lüfter zu gewinnen, der ja zwecks
Energieversorgung mit den elektrischen Baugruppen des Hauptraumes
verbunden werden muß und zusätzlich Platz benötigt.
Durch Hinzufügen eines oder mehrerer der genannten Zusatzteile bzw.
Zusatzmassnahmen zu den schon bisher bekannten Bauteilen kann aus diesem
Bausatz je nach Einsatzzweck der individuell passende Verteilerschrank erstellt
werden.
c) Ausführungsbeispiele
Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden anhand der Figuren
beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Verteiler
schrankes,
Fig. 2 eine vertikale Schnittdarstellung durch den oberen Teil eines
Verteilerschrankes,
Fig. 3 eine vertikale Schnittdarstellung durch die Funktionsöffnung des
oberen Zwischenteiles und ein dort eingesetztes Funktionsteil
Fig. 4 ein an dieser Stelle eingesetztes anderes Funktionsteil,
Fig. 5 ein Vertikalschnitt durch den fertigen Verteilerschrank,
Fig. 6 Detaildarstellungen des oberen Zwischenteiles,
Fig. 7 das untere Zwischenteil, und
Fig. 8 eine Aufsicht auf ein anderes oberes Zwischenteil.
Fig. 1 zeigt in Explosionsdarstellung, also in vertikaler Längsrichtung 10 des
Verteilerschrankes auseinandergezogen, die einzelnen Bauteile, aus denen der
Verteilerschrank - im unbestückten Zustand - besteht:
Der Sockelkasten 2 ist ein oben und unten offener Kasten mit Wänden entlang
des gesamten Umfanges, der im montierten Zustand teilweise aus dem Erdboden
herausragt, und durch welchen die in der Erde verlegten elektrischen Leitungen in
den Verteilerschrank von unten hereingeführt werden. Seine Vorderseite lässt sich
öffnen.
Dabei sind die im oberen Endbereich nach innen zurückversetzten Außenflächen
der Seitenwände zu erkennen, wie insbesondere auch in Fig. 5.
Durch Aufsetzen des aus Metallblech, insbesondere Aluminium, bestehenden
unteren Zwischenteiles 8 auf den Sockelkasten 2 dessen Außenumfang gleich
oder geringfügig größer wie der Sockelkasten 2 ist, entstehen zwischen den
Unterkanten des außen umlaufenden Randes 32 des wannenförmigen unteren
Zwischenteiles 8 und dem oberen Endbereich des Sockelkastens 2 nach unten
weisende Eintrittsöffnungen 33, sofern dieses untere Zwischenteil 8 nicht über
den gesamten Umfang, sondern nur abschnittsweise, beispielsweise nur in den
Eckbereichen, auf dem oberen Rand des Sockelkastens 2 aufliegt.
Diese Eintrittsöffnungen für die Umgebungsluft in den Hauptraum 26 sind
insbesondere notwendig, wenn an anderer Stelle Luft aus dem Hauptraum 26
abgesaugt wird, z. B. im oberen Bereich über ein obere Zwischenteil.
Zu diesem Zweck kann z. B. der Rand 32 des Zwischenteiles 8 im Querschnitt
betrachtet etwa U-förmig mit nach unten weisender offener Seite gestaltet sein,
dessen innerer vertikaler oder schräg vertikal verlaufender Schenkel dann auf
zwei oder vier Seiten in den horizontalen Zwischenboden 31 übergeht.
Im tiefliegenden Zwischenboden 31 des wannenförmigen Zwischenteiles 8 sind
die in Querrichtung aufgereihten - siehe insbesondere Fig. 7 - Kabeldurchgangs
öffnungen 24 zu erkennen, die durch - nicht dargestellte - Verschlußdeckel EMV-
sicher und auch staubdicht verschließbar sind. In einer zweiten, parallelen Reihe
sind drei Funktionsöffnungen 17 im Zwischenboden 31 angeordnet.
Auf dem unteren Zwischenteil 8 sitzt der Korpus 3, der an der Vorderseite durch
eine oder zwei in Fig. 1 nur angedeutete Türen 4 zu öffnen und zu schließen ist.
Der darunter dargestellte Montagerahmen 6 befindet sich im zusammengesetzten
Zustand des Verteilerschrankes, wie im Schnitt in Fig. 5 dargestellt, vollständig
innerhalb des Korpus 3, und ist über das untere Zwischenteil 8 mit dem
Sockelkasten 2 und mit dem Korpus 3 fest verbunden, vorzugsweise verschraubt,
so wie dies im übrigen die bevorzugte Verbindungsart zwischen allen Bauteilen
des Verteilerkastens ist.
Der Korpus 3 weist an den Seiten sowie an der Rückwand geschlossene
plattenartige Wände auf, die auf der Innenseite durch Rippen 30 etc. versteift
sind, wobei der Korpus 3 einstückig oder aus unterschiedlichen Teilen zusammen
gesetzt sein kann.
Die wenigstens eine Tür 4, die ebenso wie der Korpus 3 aus Kunststoff, nämlich
als Spritzteil, insbesondere nach dem Thermoplast-Schaumspritzgiessverfahren
hergestellt ist, ist über Scharniere am Korpus 3 angelenkt, und weist ein Schloß
auf, um ein Öffnen durch nicht Berechtigte zu verhindern.
Der Korpus 3 ist an der Oberseite offen, und ebenso an der Unterseite, kann
jedoch an der Unterseite durch eine Bodenplatte 25, die Aussparungen für einzel
ne hindurchzuführende Kabel aufweisen kann, wie in Fig. 1 angedeutet weitest
gehend verschlossen werden.
Die Bodenplatte 25 wird eingesetzt entweder anstelle des unteren Zwischenteiles
8, um vor allem eine Abdichtung gegenüber eindringendem Staub zu verhindern
und auch um eine EMV-Abschirmung zu bieten, oder auch zusätzlich zum unteren
Zwischenteil 8, wenn beispielsweise das untere Zwischenteil 8 aus Kunststoff
besteht und keine EMV-Abschirmung darstellt.
In diesem Fall ist die Bodenplatte des Korpus 3 als EMV-Abschirmung
ausgebildet.
Der Montagerahmen 6 befindet sich im Inneren des Korpus 3 und ist so
dimensioniert, daß er dessen Innenraum weitestgehend ausfüllt. Der Montage
rahmen 6 besteht aus einem Gitterwerk von Streben, die vorzugsweise entlang
der Kanten der quaderförmigen Gesamtkontur des Montagerahmens 6 verlaufen.
Lediglich die in horizontaler Querrichtung 20 verlaufende hintere obere
Querstrebe 34 ist nach unten versetzt und stellt eine von vier übereinander
liegenden Querstreben 34 an der Rückseite des Montagerahmens dar, die dem
Anbringen von Stromversorgungseinrichtungen, Kabelabschlusseinrichtungen etc.
dienen.
Die offenen Seitenflächen des Montagerahmens sind - außer entlang den Kanten
- weder horizontal noch quer zusätzlich verstrebt. Gleiches gilt auch für die
Vorderfront des Montagerahmens. Dort ist zusätzlich ein Baugruppenträger 9 in
Form eines rechteckigen, zweidimensionalen, vertikalen Rahmens verschiebbar
an den oberen und unteren Querstreben der Vorderseite des Montagerahmens 6
verschiebbar gelagert, um die Position z. B. entsprechend der Lage der benötigten
Kabel verändern zu können.
An diesem Baugruppenträger 9 werden später - bei fertig erstelltem Verteiler
schrank 1 und geöffneter Türe 4 - vom Monteur die elektrischen Baugruppen
befestigt, indem die Vertikalstreben des Baugruppenträgers 9 einen genormten
Abstand aufweisen und genormte Befestigungspunkte bzw. Lochreihen 29 zum
Verschrauben der elektrischen Baugruppen aufweisen.
Weiterhin können im Inneren des Montagerahmens 6, also im Hauptraum des
Verteilerschrankes 1, zusätzliche elektrische Einheiten wie beispielsweise eine
Steuerung abhängig von der Innenraumtemperatur im Hauptraum für die Kühlung
- sei es aktiv oder passiv, wie im folgenden noch beschrieben werden wird -
angeordnet sein.
Auf der offenen Oberseite des Korpus 3 sitzt das obere Zwischenteil 7, welches -
wie das untere Zwischenteil 8 - nur wenige Zentimeter hoch ist, so daß unteres
und oberes Zwischenteil 7 und 8 zusammen die Gesamthöhe des Verteiler
schrankes 1 gegenüber dem Zustand ohne diese Zwischenteile nur um insgesamt
maximal 15 cm vergrößern.
Das obere Zwischenteil 7 sitzt dicht auf dem Korpus 3 auf, und wird selbst
wiederum durch den auf das obere Zwischenteil 7 aufgesetzten Deckel des
Verteilerschrankes 1 nach oben hin abgedeckt.
Der prinzipielle Aufbau des oberen Zwischenteiles 7 ist besser in der Fig. 2 zu
erkennen, welche in vertikaler Schnittdarstellung den oberen Bereich des
Verteilerschrankes 1 zeigt.
Dabei ist zu erkennen, daß das obere Zwischenteil 7, welches wegen der Wärme
leitfähigkeit und der EMV-Abschirmung vorzugsweise aus Aluminium besteht,
einen Zwischenboden 11 aufweist, der von einem umlaufenden Rand 12
umschlossen ist, wobei sich der Zwischenboden 11 dabei vorzugsweise eher im
unteren Bereich der Höhe des im wesentlichen vertikal stehenden Randes 12
befindet. Auf der oberen Stirnfläche dieses oberen Zwischenteiles 7 ist der Deckel
5 aufgesetzt.
In Fig. 2 in der rechten Bildhälfte ist von dem Zwischenboden 11 sowohl nach
oben abragend als auch nach unten abragend ein unterer bzw. oberer Kühlkörper
14 bzw. 15 zu erkennen, dessen Kühlrippen vorzugsweise jedoch quer zur
Blickrichtung, also in Querrichtung 20 des Verteilerschrankes 1, verlaufen.
Dem liegt der Gedanke zugrunde, daß im Inneren des Hauptraumes 26, also des
Korpus 3, eine ständige Luftzirkulation stattfindet, angetrieben durch die wärme
abgebenden dort montierten elektrischen Baugruppen, die vor allem im Bau
gruppenträger montiert sind.
An der Stelle, an welcher sich diese elektrischen Baugruppen befinden, wird die
Luft erwärmt und steigt auf (siehe Fig. 5), während sie in den davon entfernten
Bereichen, vor allem den Randbereichen, des Hauptraumes entlang der Innen
flächen der Wände des Korpus absinkt.
Unter dem oberen Ende des Hauptraumes, also unter dem auf dem Korpus 3
dicht aufsitzenden Zwischenboden 11 des oberen Zwischenteiles 7, strömt die
Luft also im wesentlichen horizontal entlang, und dabei entlang der Kühlrippen 36
des unteren Kühlkörpers 14, der somit der Luft aus dem Hauptraum Wärme
entzieht.
Zu diesem Zweck bestehen die Kühlkörper 14, 15 aus gut wärmeleitfähigem
Material, insbesondere ebenfalls Aluminium. Durch flächige Anlage und Verbin
dung mit der Unterseite des Zwischenbodens 11 gibt der untere Kühlkörper 14
seine Wärme an den Zwischenboden 11 ab. Dadurch, daß an der gleichen Stelle
darüber wiederum ein oberer Kühlkörper 15 montiert ist, gibt dieser obere Kühl
körper über seine große Oberfläche, insbesondere seine ebenfalls vorhandenen
Kühlrippen 36 Wärme an diejenige Luft ab, die aus der Umgebung über die
Schlitze 13 in das Innere des oberen Zwischenteiles 7 oberhalb des Zwischen
bodens 11 ein- und an anderer Stelle dort über die analogen Schlitze 13 wieder
austritt.
Dadurch wird eine Wärmeabfuhr ausschließlich über Wärmeleitung vom Haupt
raum 26 in den Bereich oberhalb des Zwischenbodens 11 erzielt, ohne daß eine
offene Verbindung zwischen beiden existieren muss, die das Eindringen von
Wasser oder Verschmutzungen in den Hauptraum ermöglicht.
Für den Luftein- und Luftaustritt können die Schlitze 13 entweder - wie in der
linken Bildhälfte der Fig. 2 dargestellt, im vertikal stehenden Rand 12 ausgebildet
sein oder - wie in der rechten Hälfte der Fig. 2 zu sehen, von oben und zur Seite
hin abgedeckt dadurch entstehen, daß der Rand 12 des Zwischenteiles 7 wenig
stens abschnittweise radial nach innen zurückversetzt ist, und somit der äußere
Rand des darübersitzenden Deckels 5 weiter außen steht, und der Deckel 5 auch
nicht über den gesamten Umfang, sondern ebenfalls nur abschnittsweise, und
gerade nicht in den Bereichen des zurückversetzten Randes 12, auf dem
Zwischenteil 7 aufsitzt und dort befestigt, insbesondere verschraubt ist.
Weiterhin ist in Fig. 2 eine Funktionsöffnung 17 im Bereich neben den
Kühlkörpern 14 bzw. 15 im Zwischenboden 11 dargestellt, die in Fig. 2 durch
einen Funktionsdeckel 18 verschlossen ist, der sowohl Dichtigkeit gegen
eindringendes Wasser und Verschmutzung bietet als auch die gleiche EMV-
Abschirmung wie der Zwischenboden 11 selbst.
Dies ist vorgesehen, wenn für den jeweiligen Einsatzzweck bzw. Einsatzort des
Verteilerschrankes die Wärmeabfuhr aus dem Hauptraum mittels der vorbe
schriebenen Kühler 14 und/oder 15 ausreichend ist.
Sofern zusätzliche Maßnahmen, beispielsweise aktive Entlüftung des Haupt
raumes 26 oder aktive Kühlung der Luft des Hauptraumes, notwendig ist, wird der
Funktionsdeckel 18 entnommen und damit die Funktionsöffnung 17 offengelegt,
um hier verschiedene Funktionsteile unterbringen zu können:
In Fig. 2 ist mit gestrichelten Linien ein öffenbarer und schließbarer Funktions
deckel 18' dargestellt, der beispielsweise an einer Seite der Funktionsöffnung 17
mittels eines Scharniers gehalten ist und mittels eines elektrisch betriebenen
Antriebes 37, beispielsweise über Ritzel und Zahnstange, automatisch und
sensorgesteuert geöffnet werden kann. Dadurch kann die erwärmte, sich unter
dem Zwischenboden 11 ansammelnde, Luft aus dem Hauptraum nach oben aus
diesem entweichen, wozu ein Nachströmen von kühler Luft, vorzugsweise über
den Sockelkasten 2 und/oder die Eintrittsöffnungen 33 zwischen Sockelkasten 2
und unterem Zwischenteil 8 in den Funktionsraum 26 notwendig ist.
Um durch die geöffnete Funktionsöffnung 17 ein Austreten von elektromag
netischer Strahlung und/oder ein Eindringen von Feuchtigkeit oder anderen
Verschmutzungen zu unterbinden, ist die Funktionsöffnung 17 mittels eines
Staub- und Feuchtigkeitsfilters 22 und eines EMV-Filters 23, die jedoch beide
luftdurchlässig sind, verschlossen.
Ein solcher kombinierter Luft/EMV-Filter 22/23 ist in der vergrößerten Detail
darstellung für die Funktionsöffnung 17 in Fig. 4 eingezeichnet, wobei dort
zusätzlich ein elektrisch angetriebener Lüfter 21, also ein Lüfterrad, die Luft aus
dem Hauptraum 26 nach oben absaugt.
Fig. 3 zeigt eine weitere Möglichkeit, nämlich einen Wärmetauscher 19, der in der
Funktionsöffnung 17 sitzt, und somit einerseits mit dem Hauptraum 26 als auch
mit dem Raum oberhalb des Zwischenbodens 11 in Verbindung steht. Auch hier
ist der Wärmetauscher 19 dicht in der Funktionsöffnung 17 angeordnet, so daß
hier kein Luftaustausch zwischen Hauptraum 26 und dem Raum oberhalb des
Zwischenbodens 11 möglich ist.
Der Wärmetauscher der Fig. 3 besitzt nur einen offenen Kreislauf, nämlich für die
Luft oberhalb des Zwischenbodens 11, der durch Leitungen 28, vorzugsweise mit
Hilfe eines Lüfters 21', von einer Seite zur anderen hindurchgedrückt wird. Die
Leitungen 28, durch welche diese Luft hindurchbewegt wird, sind dabei insbe
sondere gekröpft und reichen bis in den Bereich unterhalb des Zwischenbodens
11 und damit bis in den Hauptraum 26 hinab. Sie können dort direkt von der Luft
des Hauptraumes 26 bestrichen werden, entweder aktiv angetrieben über einen
dort positionierten weiteren Lüfter 21'', oder die Luftführung im Hauptraum 26
geschieht - mit oder ohne diesen Lüfter 21'' im Hauptraum - wiederum durch -
nicht dargestellte - Rohrleitungen, die mit den Rohrleitungen 28 des ersten
Kreises wärmeleitend verbunden sind.
Anstelle des beschriebenen Luft/Luftwärmetauschers ist auch der Einsatz eines
Luft/Wasser-Wärmetauschers möglich, bei dem anstelle der Luft oberhalb des
Zwischenbodens 11 Wasser oder ein anderes flüssiges Kältemittel eingesetzt
wird, welches dann allerdings im Kreis umgepumpt werden muß und wiederum
durch die entlangströmende Umgebungsluft, die in dem Bereich oberhalb des
Zwischenbodens 11 in das obere Zwischenteil 7 eintritt, gekühlt wird.
Die Fig. 6a und b zeigen in perspektivischer Darstellung und im Querschnitt
eine weitere Variante eines oberen Zwischenteiles 7. Dieses unterscheidet sich
durch eine etwa mittige Funktionsöffnung 17 und diesbezüglich auf beiden Seiten
angeordnete Kühlkörper, also je zwei obere und je zwei untere Kühlkörper 14
bzw. 15. Ferner sind entlang des Randes umlaufend nicht nur eine Reihe Schlitze
13 im Rand 12 vorhanden, sondern zwei Reihen 13a, b übereinander, von denen
eine oberhalb und eine unterhalb des Zwischenbodens 11 liegt.
Dadurch ergeben sich zwei verschiedene Einsatzmöglichkeiten:
Je nach dem, ob der obere Rand der Wand des Korpus 3 innerhalb des Randes
12 des oberen Zwischenteiles 7 dicht an der Unterseite deren Zwischenboden 11
anliegend montiert wird oder nicht, belüften die Schlitze 13b dieser unteren Reihe
den Hauptraum 26 direkt nach außen oder nicht.
Fig. 8 zeigt eine Aufsicht auf ein oberes Zwischenteil 7 mit rechteckigem Grundriß,
der von einem umlaufenden, nach oben aufragenden Seitenrand 12 umgeben ist,
in dem sich - vorzugsweise vertikal stehende - Schlitze 13 befinden, die die
Umgebungsluft eintreten lassen sollen, und einen möglichst hohen Flächenanteil -
vorzugsweise mehr als 50% - bezogen auf die Gesamtfläche des Seitenrandes 12
aufweisen.
An einer Stelle - vorzugsweise im Zentrum - ist auf dem Zwischenboden 11, der
die Zeichenebene der Fig. 8 bildet, ein Radial-Lüfterrad 38 drehbar um eine
vertikal zum Zwischenboden 11 stehende Achse 40 angeordnet. Die Schaufeln 39
des Lüfterrades 38 sind dabei bogenförmig gekrümmt, um bei seitlicher
Anströmung immer eine bevorzugte Drehrichtung zu bewirken, und auf der von
der Anströmrichtung gegenüberliegenden Richtung die Luft radial nach außen zu
drücken.
Radial um den Bereich des Lüfterrades herum und vorzugsweise möglichst nah
an das Lüfterrad 38 heranreichend sind vom Zwischenboden 11 aufragende,
radial sternförmig nach außen verlaufende Kühlrippen 36 angeordnet, die somit
einerseits von der das Lüfterrad anströmenden Außenluft und andererseits auf der
gegenüberliegenden Seite von der durch das Lüfterrad 38 radial nach außen
gedrückten Luft gestrichen werden, wodurch die Kühlung der Kühlrippen 36
gefördert wird.
Eine gleiche oder analoge Ausbildung - also radiale Anordnung der Kühlrippen
und drehbar gelagertes Lüfterrad - kann sich auf der in Fig. 8 nicht sichtbaren
Unterseite des Zwischenbodens 11 befinden, wobei in beiden Fällen bevorzugt
die Lüfterräder nicht angetrieben, also passiv sind, und nur durch die anströ
mende Luft - unterhalb des Zwischenbodens dann durch dort auftretende
Zirkulation im Inneren des Korpus - angetrieben werden.
Dabei können zusätzlich das oberhalb und das unterhalb des Zwischenbodens 11
liegende Lüfterrad über eine gemeinsame Welle drehfest miteinander verbunden
werden, wodurch das oberhalb des Zwischenbodens liegende, von der Außenluft
angetriebene Lüfterrad 38 trotz dichtem Zwischenboden 11 die Zirkulation im
Bereich unterhalb des Zwischenbodens 11, also im dichten Teil des Korpus,
fördert.
Ebenso können - vorzugsweise im Bereich des Lüfterrades 38 - eine oder
mehrere Funktionsöffnungen 17, beispielsweise als sternförmig um die Achse des
Lüfterrades herum angeordnete kreisförmige Öffnungen, angeordnet sein, um
eine Durchtrittsöffnung für Luft von dem Bereich unterhalb des Zwischenbodens
11 in den Bereich darüber zu schaffen. In diesem Fall ist das Lüfterrad als
kombiniertes Axial-Radial-Lüfterrad ausgebildet, um die unterhalb des Zwischen
pults 11 befindliche warme Luft in Achsrichtung des Lüfterrades hochzusaugen.
Die Funktionsöffnungen 17 können dabei wie vorbeschrieben durch EMV-Filter,
Staubfilter etc. abgedichtet sein und auch durch öffenbare Deckel, in diesem Fall
auf der Unterseite der Funktionsöffnungen 17, verschließbar sein, falls sich nur
ein Lüfterrad auf der Oberseite des Zwischenbodens 11 befindet.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Verteilerschrank
2
Sockelkasten
3
Korpus
4
Tür
5
Deckel
6
Montagerahmen
7
oberes Zwischenteil
8
unteres Zwischenteil
9
Baugruppenträger
10
vertikale Längsrichtung
11
Zwischenboden
12
Rand
13
Schlitze
14
unterer Kühlkörper
15
oberer Kühlkörper
16
Kühlrippen
17
Funktionsöffnung
18
Funktionsdeckel
19
Wärmetauscher
20
Querrichtung
21
Lüfter
22
Luftfilter
23
EMV-Filter
24
Kabeldurchgangsöffnung
25
Bodenplatte
26
Hauptraum
27
Funktionsöffnung
28
Leitungen
29
Lochreihe
30
Rippe
31
Zwischenboden
32
Rand
33
Eintrittsöffnungen
34
Querstreben
35
Querstreben
36
Kühlrippen
37
Antrieb
38
Löffelrad
39
Schaufel
40
Achse